超精密液体静压回转工作台研制北大核心

对某高精度立式磨床用回转工作台采用液体静压直驱转台总体技术方案以保证其良好的动态特性和回转精度;支承系统采用液体静压支承以获得高的承载能力、刚度以保证工艺系统刚性;针对转台高动态回转精度要求,考虑油膜误差均化,确定了其关键零件部件精度并采用手工研磨方式保证了其制造精度,实现了转台系统全转速范围内0.25 μm动态回转精度;针对电动机发热和油膜剪切发热,采用稀油大流量静压支承、止推上置电动机下置、电动机强冷等技术措施保证了回转工作台良好的热态特性,工作端热伸长小于4 μm。研制的静压回转工作台应用于立式磨床,实现了外圆内孔圆度0.45 μm的磨削精度。     

数控机床液体静压转台技术综述

针对液体静压转台的基本结构,介绍了液体静压径向轴承、推力轴承、电动机直驱、转台闭环反馈控制等技术。对液体静压转台轴瓦、轴承轴、止推板等关键零件的加工工艺和液体静压转台的装配工艺进行研究。综述了液体静压转台在立式磨床、超精密金刚石车床、立式车铣复合加工中心等领域的应用,为液体静压转台的设计和应用提供参考。     

超精密液体静压转台装配技术北大核心

制造与装配是高精度液体静压转台核心技术之一。对某超精密液体静压转台,根据其技术要求和结构特点,系统梳理了其装配流程及装配技术难点,提出了支承组件制造与装配精度保证、装配过程变形控制、精度保持性、可靠性考核与提升是转台装配的关键环节并对其控制要点及技术难点提出了解决措施。装配的高精度液体静压转台并应用于某数控立式磨床并累积通过2 500 h应用考核,实现了外圆圆度0.45μm内孔圆度0.45μm的磨削精度,验证了转台工作状态下的动态回转精度、刚度及可靠性。     

精密磨床转台静压轴承的强健化设计

针对精密磨床转台静压轴承性能仿真数据与其回转精度实测数据不一致的问题,为提高转台静压轴承的设计水平,提出了静压轴承的强健化设计方法。该方法考虑了轴承结构参数在轴承全生命周期内的变化,分析了半径间隙、油腔尺寸、节流比及润滑油黏度在设计、加工、装配和服役4个阶段的变化规律,重点研究了半径间隙在各阶段对轴承性能造成的影响,给出了转台静压轴承的强健化设计流程。通过一个径向轴承的设计实例对该强健化设计方法进行了说明,并将设计结果与传统设计进行了对比。对比的指标是轴承在4个阶段的刚度、承载力和温升,这3个指标对轴承回转精度有直接影响。研究表明：进行强健化设计后,在生命周期内静压轴承的刚度和承载力的变化量为10%~27%,温度的变化量为0.5%~1.6%,较传统设计更能保证转台回转精度的稳定。     

超精密液体静压回转工作台研制

对某高精度立式磨床用回转工作台采用液体静压直驱转台总体技术方案以保证其良好的动态特性和回转精度;支承系统采用液体静压支承以获得高的承载能力、刚度以保证工艺系统刚性;针对转台高动态回转精度要求,考虑油膜误差均化,确定了其关键零件部件精度并采用手工研磨方式保证了其制造精度,实现了转台系统全转速范围内0.25 μm动态回转精度;针对电动机发热和油膜剪切发热,采用稀油大流量静压支承、止推上置电动机下置、电动机强冷等技术措施保证了回转工作台良好的热态特性,工作端热伸长小于4 μm。研制的静压回转工作台应用于立式磨床,实现了外圆内孔圆度0.45 μm的磨削精度。     

大型精密数控转台关键技术分析与应用

简要介绍了一种大型精密数控转台的主要结构特点,大型精密数控转台承重高达25t,可以实现连续回转、任意角度定位,分度精度高,可保证调头镗孔的同轴度。在开发过程中突破了精密传动和静压支撑两项关键技术,解决了传统数控转台定位精度和承载能力不高的技术难题。详细分析和论述了开发过程中突破的精密传动和静压支撑两项关键技术,解决了传统数控转台定位精度和承载能力不高的技术难题。     

基于静压导轨平面度误差的转台支承布局重构

大型液体静压转台的底部支承布局对于静压导轨平面度误差有着显著的影响.为了研究如何减小转台在承载工况下静压导轨的平面度误差,在分析了转台底部支承布局相关参数对静压导轨平面度误差影响规律之后,提出一种转台底部支承布局重构方法.首先建立转台底部支承布局的参数化模型,然后基于有限元方法分析额定负载下不同转台底部支承布局下的静压...     

改装超精密磨床的超精密车削试验研究

对自主研制的T形结构超精密磨床进行改装,在超精密磨床的转台上安装单点金刚石圆弧车刀,进行了超精密车削试验研究。对超精密磨床和车床的结构、精度、刚度进行了分析和比较,确定在超精密磨床的基础上可以进行超精密车床的改造;通过调整静压导轨和刀具静压回转台的供油压力实现超精密车削刀具与工件回转中心高度的精确调整,可有效地实现工件回转中心区域的加工;利用刀具回转台的精密摆动实现刀具切削过程中切削刃位置的微调,为超精密车削提供可能。采用上述方法进行铝合金和无氧铜工件端面不同速度和不同进给量下的超精密车削试验,获得了表面粗糙度为10.8nm的超精密平面。     

偏载液体静压转台旋转工况下承载力及倾覆力矩动网格计算方法

针对液体静压转台在承受偏载运行时,转台上下导轨面易发生刮擦的现象,为解决传统解析计算方法难以建立偏载静压转台转动状态下承载力及倾覆力矩数学模型,且传统CFD计算方法无法实现对几何边界运动变化的流体域进行建模计算的难题,提出偏载液体静压转台旋转工况下承载力及倾覆力矩动网格计算方法。该方法采用自定义程序实现对静压转台旋转时油膜形态变化的控制;利用弹簧光顺模型更新因转台倾斜方向改变引起的油膜网格变形;将油膜旋转动边界转换为静止边界,有效避免转台旋转引起的网格畸变。采用该方法进行计算,能利用同一模型实现对不同油膜厚度、不同倾斜位移率的油膜进行仿真,避免重复建模,提高了计算效率;能形象再现油膜三维流场压力分布的动态变化过程,计算结果体现了转台运动对流场分布的影响,更贴近工程实际。利用所提出的方法对国产某典型静压转台的承载力及倾覆力矩进行计算,并建立静压转台试验系统,对偏载静压转台进行试验研究。试验数据与动网格方法计算结果的对比分析表明,两者基本吻合,证实所提出的偏载液体静压转台旋转工况下承载力及倾覆力矩动网格计算方法有效。     

超精密液体静压转台装配技术

制造与装配是高精度液体静压转台核心技术之一。对某超精密液体静压转台,根据其技术要求和结构特点,系统梳理了其装配流程及装配技术难点,提出了支承组件制造与装配精度保证、装配过程变形控制、精度保持性、可靠性考核与提升是转台装配的关键环节并对其控制要点及技术难点提出了解决措施。装配的高精度液体静压转台并应用于某数控立式磨床并累积通过2 500 h应用考核,实现了外圆圆度0.45μm内孔圆度0.45μm的磨削精度,验证了转台工作状态下的动态回转精度、刚度及可靠性。