滚珠丝杠精磨误差的实时补偿与控制

介绍滚珠丝杠精磨误差的实时测量、补偿和控制的原理和方法。由直线感应同步器尺及数显表和微机数据处理与控制系统实现了对滚珠丝杠精磨过程误差的在线精密测量,并由计算机控制补偿机构对磨削过程的误差进行实时补偿。     

滚珠丝杠粗糙度和螺距误差影响因素的正交分析

针对表面粗糙度和螺距误差对滚珠丝杠性能的影响,通过正交试验对磨削过程中影响滚珠丝杠粗糙度和螺距误差的因素:砂轮转速、修整进给速度、丝杠转速、磨削深度进行试验探究,确定各因素对滚珠丝杠性能影响的主次顺序和最佳组合。研究发现,磨削过程中,粗糙度最小的工艺参数组合为砂轮转速1 144 r/min,修整进给速度208 mm/min,丝杠转速16 mm/min,切削深度2μm。以上参数影响滚珠丝杠表面平均粗糙度的主次顺序为:砂轮转速→修整进给速度→磨床丝杠转速→切削深度。螺距误差最小的工艺参数组合为砂轮转速1 144 r/min,修整进给速度208 mm/min,丝杠转速16 mm/min,切削深度1μm。以上参数影响滚珠丝杠螺距误差的主次顺序为丝杠转速→磨削深度→修整进给速度→砂轮转速。     

3米C级精度滚珠丝杠磨削的研究

本文介绍了３米Ｃ级精度滚珠丝杠磨削过程中的几个关键技术，提出了传动链误差预报补偿的改进方案，并以神经网络为基础，建立工件热伸长误差补偿系统。     

滚珠丝杠磨削过程中热变形规律的研究

通过建立滚珠丝杠磨削过程中其温度场及热变形的离散数学模型,分析研究了温度、冷却液及半径对热变形和补偿系统的影响,进而得出有益于提高螺距误差补偿系统实时性和准确性的结论.     

单热源作用下滚珠丝杠的温度场建模与热误差预测

研究了滚珠丝杠在单热源作用下的温度场模型,以便快速、准确地预测滚珠丝杠的热误差.根据丝杠的导热方程,在合理修改边值条件的基础上,建立滚珠丝杠的温度场理论模型,引入随温度变化的参数α’修正该模型,并提出模型参数的辨识方法.结合机械热变形理论,用所建立的温度场模型预测滚珠丝杠的热误差,进行温度场模型参数辨识实验和模型预测效果的验证实验.结果显示:基于温度场模型预测的温升值与实验测得的温升值之间的最大误差为0.8℃;热误差预测结果与实测结果的最大误差为3.8 μm.结果表明所建立的温度场模型可以较准确地反映滚珠丝杠在单热源作用下的温度分布,进而可以较准确地预测滚珠丝杠的热误差.     

中空/实心滚珠丝杆温升及热误差试验与分析

滚珠丝杆的热误差是影响高精高速数控机床进给系统的定位误差主要原因之一。对型号为W2806滚珠丝杠进行3种状态的处理,即实心丝杠、无冷却中空丝杠和油冷却中空丝杠进行试验与对比分析。结果表明:采用油冷却的中空丝杠有效抑制滚珠丝杠在高速进给时的温升与热变形,减小伺服进给系统的定位误差,提高机床的加工精度。     

滚珠丝杠磨削再生颤振极限预测方法研究

介绍了滚珠丝杠磨削过程中的再生颤振对提高工件质量和生产效率的影响;在滚珠丝杠磨削振动系统动力学模型的基础上,提出了确定磨削再生颤振模型参数的方法,获得了符合在实际磨削中的再生颤振稳定性极限图。结果表明,通过对磨削滚珠丝杠的磨削试验,验证了对磨削滚珠丝杠再生颤振系统研究的有效性和实用性。     

考虑运行条件的Elman网络丝杠驱动系统热误差建模

研究了建立滚珠丝杠副热误差模型的方法,以进一步提高半闭环丝杠驱动系统的定位精度。分析了滚珠丝杠副的热源和温度场的动态特性并考虑丝杠驱动系统运行条件提出了基于Elman神经网络的热误差建模方法。首先,根据滚珠丝杠副的结构特点,确定其内部热源及温度场分布特性。然后,基于丝杠温度分布函数,研究丝杠热变形与其内部热源之间的动态非线性函数关系。最后,综合考虑丝杠驱动系统运行条件对其热误差的影响,建立了基于Elman神经网络的热误差预测模型。实验结果表明,当丝杠驱动系统的运行条件较为复杂时,采用文中提出的预测模型得到的热变形估计残差为-3.1μm~2.4μm。结果显示:考虑运行条件的Elman神经网络比BP和Elman网络(仅考虑温升数据)具有更好的预测精度和鲁棒性,有较强的工程应用前景。     

精密滚珠丝杠磨削加工中热变形的计算分析

对精密滚珠丝杠磨削过程中形成的温度场进行理论分析和计算,给出了丝杠内部温度场的有限元计算方法,并对丝杠的热变形规律进行了分析总结。     

几何误差和倾覆力矩对双螺母滚珠丝杠副载荷分布的影响#br#

建立了一种考虑几何误差（滚珠尺寸误差、丝杠导程误差和滚道齿形误差）和倾覆力矩的双螺母滚珠丝杠副载荷分布模型;通过试验测得4010型滚珠丝杠副的力与位移变形曲线,验证了理论模型的正确性;通过仿真分析研究了轴向外载荷、几何误差和倾覆力矩对双螺母滚珠丝杠副载荷分布的影响。研究结果表明：轴向外载荷一定时,倾覆力矩会导致双螺母滚珠丝杠副的载荷分布迅速变差;滚珠尺寸误差和滚道齿形误差会使双螺母滚珠丝杠副中滚珠的受载显著增大或减小;由于丝杠轴向误差累计的作用,导程误差会使双螺母滚珠丝杠副中一侧螺母受载增大,另一侧螺母受载减小;在误差大小一定的情况下,导程误差对载荷分布的影响程度大于尺寸误差和齿形误差,即双螺母滚珠丝杠副的载荷分布对导程误差的敏感度更高。     

Dimensions of active cytochrome c oxidase in reconstituted liposomes using a gold ball shadow width standard: a freeze-etch electron microscopy study

The preparation and characterization of a distribution of gold balls on a thin, flat carbon film is described. The relation of the platinum carbon shadow width distribution means to a gold ball size is reported. Freeze-etched cytochrome oxidase vesicles and gold ball calibration grids were simultaneously shadowed with platinum/carbon. The shadow width distribution of the cytochrome oxidase located in and spanning the membrane was measured. The membrane fracture face edge and cross-fractured bilayer membrane edge were also measured. Dimensions of the cytochrome oxidase were found to be 5·8 ± 0·3 nm in diameter parallel to the membrane and 8·2 ± 0·3 nm long across the membrane. The bilayer membrane dimensions were 3·0 ± 0·3 nm for the half bilayer and 5·8 ± 0·3 nm for the cross-fractured bilayer membrane edge thickness. The length of the cytochrome oxidase was observed to span the bilayer membrane. Previous X-ray diffraction measurements on similar hydrated liquid crystalline artificial membranes were found to be in good agreement with the freeze-etched results. Membrane widths from thin-sectioned cytochrome oxidase vesicles were measured and found to be 5·8–5·9 nm in non-post-stained sections. Post-staining with uranyl acetate and/or lead citrate was shown to increase this average thickness. The technique of freeze-etching electron microscopy in conjunction with the gold ball shadow width calibration experiment has been shown to provide accurate and precise measurements of membranes and a functional intramembrane protein in a hydrated non-crystalline sample.     

滚珠丝杠副关键加工尺寸误差与预紧转矩关系研究

预紧转矩是决定滚珠丝杠副可靠性的重要影响因素,目前预紧转矩的计算主要依据经验公式,理论计算值与实际预紧 转矩值误差较大。 为了准确计算滚珠丝杠副的预紧转矩,基于接触变形和载荷分布理论,分析关键加工尺寸误差对预紧转矩的 影响,建立中径误差、导程误差与滚珠丝杠副预紧转矩关系模型。 利用滚珠丝杠副导程误差、型面检测试验台测量不同型号丝 杠副的导程误差、中径值,通过导程误差、中径误差计算滚珠丝杠副的预紧转矩理论值。 利用滚珠丝杠副预紧转矩试验台测量 预紧转矩实际值,测量结果表明预紧转矩的理论计算值与试验值的相对误差为 0. 65% ~ 12. 18% ,均小于前人模型的 15. 07% ~ 43. 57% ,理论模型与实际预紧转矩的一致性较好,验证理论模型的正确性。     

四轴球体研磨机球体研磨圆度误差均匀化效应的机理分析

从建立四轴球体研磨机弹簧加压球体研磨的力学模型入手,运用高点切削作用机制和误差均匀化效应,解释了球体圆度误差趋小化研磨机理。根据四研具对球面研磨的包络原理,提出了未包络研磨区是产生残存圆度误差的主要因素,并探讨了未包络研磨区、四研具初始压力误差、研具磨损不均匀性产生的原因和对研磨残存圆度误差的影响及解决措施。为进一步改善研磨工艺和提高球体研磨圆度提供了参考。     

NO REVERSE ERROR BALL TRANSMISSION AND FORCE ANALYSIS ON HETERO TYPE SINGLE CYCLOID

ＮＯＲＥＶＥＲＳＥＥＲＲＯＲＢＡＬＬＴＲＡＮＳＭＩＳ－ＳＩＯＮＡＮＤＦＯＲＣＥＡＮＡＬＹＳＩＳＯＮＨＥＴＥＲＯＴＹＰＥＳＩＮＧＬＥＣＹＣＬＯＩＤＮＯＲＥＶＥＲＳＥＥＲＲＯＲＢＡＬＬＴＲＡＮＳＭＩＳ－ＳＩＯＮＡＮＤＦＯＲＣＥＡＮＡＬＹＳＩＳＯＮＨＥＴＥ...     

计算机视觉检测技术在滚珠螺母测量中的应用

提出一种基于CCD图像的滚珠丝杠螺母非接触测量方法。首先用数字摄像头采集滚珠螺母图像,并经数字接口卡传输到计算机;其次对包含噪声的原始数字图像实施预处理和图像分割、细化等处理,将图像转换成易于检测的单象素宽边缘信息;然后用自编程序计算滚珠螺母有关参数,并实际测量了滚珠螺母的圆度、圆柱度等几何误差,进行了数据处理及标定。理论分析及实验测量结果表明,该方法可满足产品的技术要求。     

四轴球体研磨机超精密研磨的机理及试验

根据四轴球体研磨机弹簧加压和高点切削作用,运用创成性加工原理和误差均匀化效应对四轴球体研磨机能实现球体超精密研磨的机理作了深入地探讨,解释了该机“以粗干精”的特性,提出了实现球体超精密研磨的基本工艺方法.并以此作指导,对小型静电陀螺仪球形转子的研磨进行了验证.     

Influence of the Non-linear Geometric Errors of Vertical CNC Lathe on the Machining Precision for Turning Slewing Ring''''s Ball Track

应用多体运动学理论建立数控立车的几何误差模型,对数控立车车削加工回转支承滚道进行了误差分析。切削试验与误差分析表明,数控立车中的4项非线性几何误差严重影响回转支承滚道的开口和接触角,严格控制机床的4项非线性几何误差是提高回转支承滚道加工精度的基本保证。对现役数控立车来说,根据误差反向补偿原理,采用数控软件误差补偿技术是提高回转支承滚道加工精度的有效措施之一,实践证明其技术可行、效果明显。     

滚珠丝杠副的弯曲变形对传动精度的影响分析

滚珠丝杠是数控机床进给系统的关键元件之一,其变形将影响数控机床进给系统的定位精度。文中运用有限元分析方法,分析了滚柱丝杆副在自重作用下的弯曲变形对滚珠丝杠的轴向滞后量及螺距误差的影响,提出了减小变形和误差的对策。     

Thermal characteristics of a CNC feed system under varying operating conditions

In high-speed and high-precision feed systems, thermal positioning errors are mainly caused by the non-uniform temperature variations and resulting time-varying thermal deformations under different operating conditions. The research presented here ultimately aims to develop a generic method capable of evaluating the thermal characteristics (such as temperature rise of heat sources, thermal positioning error) of the feed system induced by varying operating conditions (feed speed, cutting load and preload of ball screw). The thermal contact resistance between the balls and the inner and outer rings of supporting bearing is calculated using the Hertzian theory and JHM method. Experiments were carried out on a high-speed feed system experimental bench, and the influences of operating conditions on temperature rises of supporting bearings and ball screw nut were analyzed. Based on a WNN-NARMAL2 model, the relationship between temperature rise of supporting bearings and operating conditions was established. Furthermore, with the temperature of the ball screw nut set to be a moving heat source load, the temperature and thermal deformation distributions of the ball screw were simulated. The work described lays a solid foundation for thermal error prediction and compensation of a feed system under varying operating conditions.