精密卧式加工中心空间误差的建模、测量与补偿技术

采用空间误差补偿技术,可有效提高数控机床的空间定位精度。以一台精密卧式加工中心为对象,系统阐述其几何误差补偿中的关键问题及解决方案。通过三维误差建模与分析,得到该机床的21项几何误差中有17项需要测量和补偿,另外4项误差对机床定位精度的影响甚微。以此为依据,设计误差测量及补偿方案,并给出误差的具体测量方法和补偿结果。结果表明:经过一次系统地误差测量与补偿,精密卧式加工中心的空间定位精度可以提高50%～70%;合理规划和实施空间误差测量,可大幅提高测量效率。     

加工中心电主轴动力学分析理论建模与实验研究

电主轴作为加工中心赖以实现高速精密加工的核心功能部件,其动态性能的高低决定了机床的整体发展水平。传递矩阵法是目前转子动力学分析建模最有效的数学方法。本文基于传递矩阵法对加工中心电主轴进行动力学分析,并基于MATLAB进行了实例的数值计算,最后利用物理模态实验验证了该数学模型的有效性。得到以下结论：（1）第1阶固有频率的误差约为1.2%,但是第2阶固有频率相差较大,达到12.9%;误差较大的原因是传递矩阵法属于集中质量理论,原本连续的模型被离散后,高阶频率的计算误差较大,因此该模型对于求解低阶模态参数是可靠的;（2）传递矩阵法在建立的简化模型忽略了螺钉孔和键槽等不对称细节,因此传递矩阵法得到的固有频率要比物理实验少,即得不到对称振型。     

高速电主轴热态特性与动力学特性耦合分析模型

针对高速电主轴的耦合分析,考虑到结合面接触热阻和润滑剂黏温变化对其热态特性影响的同时,以轴承拟静力学模型描述了径向刚度函数,建立了一种高速电主轴热态特性与动力学特性耦合分析模型.分析了轴承离心力软化效应和热诱导预紧力硬化效应联合作用下的支撑刚度变化规律及其对主轴系统动力学性能的影响.仿真分析与实验结果验证了本文模型的有...     

基于SolidEdge的机床高速主轴数字化设计系统研究

以数控加工中心高速主轴系统结构设计和性能分析为重点,在SolidEdge平台基础上开发了高速主轴数字化设计系统,论述了该系统主要模块的功能和开发方法,提出一种建立机床高速主轴系统三维数字化实例库的方法.该专业应用软件对于提高机床高速主轴系统的设计效率和质量有一定的作用.     

基于SolidEdge的机床高速主轴数字化设计系统研究

以加工中心高速主轴系统结构设计和性能分析为重点,在SolidEdge平台基础上开发了高速主轴数字化设计系统。论述了该系统主要模块的功能和开发方法,提出一种建立机床高速主轴系统三维数字化实例库的方法。该专业应用软件对于提高机床高速主轴系统的设计效率和质量有一定的作用。     

加工中心电主轴整机动力学有限元建模与实验研究

对加工中心电主轴整机主轴-轴承-电动机-轴承座等进行动力学有限元建模,并通过物理实验对整机模型进行了验证。对比有限元分析结果与物理实验结果表明:前3阶固有频率吻合程度高,误差较小;频率在3 kHz以上时,误差显著增大。通过物理实验的验证表明:建立的有限元模型在预测电主轴低阶固有频率是有效的,该分析模型对主轴的动力学响应、结构优化设计等有着重要的意义。     

多软件环境下机床主轴智能化集成设计系统

针对数控机床主轴系统设计需要多个软件协同建模、智能决策与分析仿真的需要,构建了一种由用户定制模块、传动方式配置智能决策模块、优化设计模块以及设计资源中心等组成的主轴智能设计系统的体系结构。提出并实现了Solid Edge、ADAMS、ANSYS以及主轴智能设计系统之间的多软件协同建模、数据交换与共享的方法。论述了三维CAD建模系统、有限元分析系统以及刚-柔耦合系统之间的数据传递的实施技术。所开发的主轴智能设计系统已在数控机床企业进行了应用验证,取得了较好的应用效果,表明本文提出的方法能够有效支持在多软件环境下主轴系统的智能化设计开发工作。