五轴联动数控磨床旋转进给机构静力学分析

随着现代制造技术的发展,对特型刀具的品种和刃形的要求越来越高,而普通工具磨床和传统生产工艺方法很难加工这些刃形复杂的刀具。针对这一现状自主开发一种五轴联动数控工具磨床,其中五轴联动数控工具磨床旋转进给机构的受力和位移情况将直接影响磨床的工作性能。利用SolidWorks中的Simulation模块对五轴联动数控磨床的旋转进给机构进行静力学分析,研究旋转进给机构各处的位移和应力情况。分析结果表明:B轴旋转工作台和C轴旋转工作台最大应力均小于材料的屈服应力,说明B轴和C轴工作台结构是安全可靠的。     

五轴联动数控工具磨床加工精度影响因素仿真分析

自主研发的五轴联动数控工具磨床能够实现对球头立铣刀等多种硬度高、刃形复杂刀具的磨削加工,且一次装夹完成所有的精加工。利用多体动力学理论分别建立磨床的多刚体动力学模型和刚柔耦合动力学模型。利用所建立的动力学模型,分析在其它因素相同,X、Y、Z三轴在不同进给加速度、动静质量比、主轴结合部不同相对刚度下的加工误差。得到了3种影响因素对磨床加工精度的影响,研究结果对磨床的设计与结构优化具有一定的参考意义。     

普通外圆磨床数控化改造

提出利用普通磨床液压系统、普通电磁节流阀和光电编码传感机构，通过自学习和微调控制策略，对普通外圆磨床进行数控改造，并设计了实施控制的硬件和软件，可以实现磨床工作台和砂轮进给位移的自动控制，实现磨削循环的自动化和曲面轴零件的磨削加工。对实现普通磨床的低成本数控改造，具有一定的实用意义。     

轧辊孔型参数对轧制过程影响的数值模拟

本文采用有限元法模拟硬质合金轧辊轧制螺纹钢的过程,研究了轧辊孔型参数对轧制过程的影响,并通过现场轧制实验验证数值模拟的结果。结果表明:轧制规格Φ12 mm螺纹钢过程中,成品前孔采用单椭孔型时,轧件X轴、Y轴、Z轴的最大轧制应力分别为672 MPa、730 MPa、661 MPa,而成品前孔采用平椭孔型时,其X轴、Y轴、Z轴的最大轧制应力分别为731 MPa、855 MPa、815 MPa;X轴、Y轴、Z轴的最大轧制应力分别提高为8.7%、17.1%、23.2%。而在两种轧制条件下,硬质合金轧辊螺纹轧槽内的温升基本相同,最高温度约300℃,而轧制平椭轧件时轧槽的高温区域较多,这是由于在两种轧制条件下塑性变形程度的不同造成。通过现场轧制实验,采用牌号为YGR55的硬质合金轧辊轧制规格Φ12 mm螺纹钢,成品前孔为平椭孔型时,硬质合金螺纹轧辊的单槽过钢量约700吨,而成品前孔为单椭孔型时,其单槽过钢量超过1 200吨。同时表明,有限元数字分析模型能为硬质合金轧辊设计、使用起到重要的参考作用。     

数控磨床采用高性能直线电机进给的试验与研究

介绍了数控磨床采用高性能直线电机进给的试验与研究过程。重点分析了直线电机的应用情况及需要考虑的配套项目。根据直线电机在MK1432/H万能外圆磨床上的应用。验证了采用直线电机比采用传统的丝杆进给机构的性能指标和动态特性有了很大的改善。研究结果表明,数控万能螺纹磨床采用了高性能直线电机进给功能部件后,重复定位精度可达1μm。这项成果已应用于非圆工件磨削随动机构的驱动系统,可为其他数控磨床实现高精度进给提供参考。     

北京阿奇工业电子有限公司

北京阿奇工业电子有限公司是北京实创数控精密机械公司和瑞士AGIE公司合资的高新技术企业，主要生产高精度数控电加工机床。CC100精密CNC低速走丝线切割机是北京AGIE公司的最新产品，具有AGIE线切割机所特有的高质量、高精度、高效率、性能可靠、结构紧凑等特点，并具有卓越的性能价格比。机床的X、Y、Z行程为320×300×215mm；U、V轴行程为60×60mm，最大加工推度为±10°（150mm厚时）；X、Y轴定位精度上0005mm；工件表面粗糙度Ra＜0．4μm。SHT320精密CNC快速走丝线切割机可X、Y、U、V四轴联动，其X、Y、Z行程分别320X40…     

五轴联动数控工具磨床的开发

随着现代制造技术的发展,对特型刀具的品种和刃形的要求越来越高。而用普通工具磨床和传统生产工艺方法很难加工这些刃形复杂的刀具。针对这一现状自主开发一种五轴联动数控工具磨床,该五轴联动数控工具磨床能实现对球头立铣刀等多种硬度高、刃形复杂刀具的磨削加工,且一次装夹能完成所有的精加工。     

开发CNC精密成形磨床

日本新开发的 CNC 平面磨床可全自动磨削冲裁引线框等高精度模具。集成电路引线框模具的精度要求较高,必须达到2～3μm,新开发的 CNC 精密成形磨床磨削精度可达1μm。主要特征1.同时控制工作台 X 轴和砂轮 Y、Z 轴磨削模具外形;2.砂轮轴采用高精度空气轴承;3.数控指令由键盘或纸带输入。     

直立工作台的立式加工中心

日本大隈（OKUMA）公司开发的VH-40立式加工中心，采用了独特的直立工作台。工作台直径φ500mm，可绕水平轴作间隔5°（标准型）或1°（特殊型）的分度回转（B轴）。根据用户需要，在直立工作台上，可以配装与B轴垂直的优τ=φ300mm工作台，它也可作间隔5°（标准型）或1°（特殊型）的分度回转（C轴）。机床的X、Z轴设在主轴上，Z轴由主轴滑枕上下移动获得，X轴由滑枕座极在立柱须面移动获得。Y轴由工作台实现。B轴回转轴线距地面高度900mm，操作者标准工作中心的距离为350mm，使操作者可以自然姿势装卸工件。因此，采用直立回转工…     

重型数控机床伺服驱动中的惯量匹配分析

在重型数控机床产业,伺服惯量匹配对进给伺服系统的动态性能有着非常重要的影响,文章搭建了数控机床进给伺服系统通用的全闭环仿真模型,以GMC1600H/2五坐标横梁移动龙门加工中心Y、Z轴为研究对象,分析了时域和频域下惯量比对单轴系统性能的影响以及Y、Z轴联动时不同惯量比对直线轨迹和圆形轨迹轮廓误差的影响,给出了直线加工和圆弧加工两种加工形式下较优的惯量比范围,并说明了在超过一定惯量比范围后,系统轮廓误差会呈现明显的波动,为数控机床伺服驱动中的惯量匹配提供了理论依据。     

热力耦合下轴向旋转热管砂轮的强度分析

为研究高效成型磨削加工过程中轴向旋转热管砂轮(heat pipe grinding wheel,HPGW)的基体强度,且考虑到HPGW强化换热的特点,使用ANSYS workbench对热力耦合下的HPGW进行有限元分析.得到30 000 r/min转速下,HPGW的最大等效应力为26.481 MPa,最大变形量为0....     

Stress-strain characteristics of linear friction welding of TC11 and TC17 alloy

Transient stress and strain fields of dissimilar titanium alloys (TC11 and TC17) joint during linear friction welding (LFW) were investigated by a two-dimensional model with ABAQUS/ Explicit. The results showed that in the X-axis, the maximum compressive stress of 850 MPa occurred in the center zone of friction interface, and the maximum tensile stress of 190 MPa distributed at the flash; in the Y-axis, the maximum compressive stress of 1 261 MPa located at the junction region between the welding fixture and edge of the specimen, and the maximum tensile stress of 320 MPa distributed in the connecting portion between the flash and edge of the specimen. In addition, areas of plastic strain increased gradually during welding process. In the X-axis, tensile strain mainly existed at the heads of the specimens; in the Y-axis, compressive strain mainly occurred at the heads of the specimens.     

金刚石薄圆锯片基体的磨削工艺参数优化

针对金刚石薄圆锯片基体磨削表面质量控制问题,在数控卧轴圆台平面磨床上开展圆锯片基体磨削正交试验,研究磨削工艺参数对其端跳、平面度、同片厚度差的影响规律。结果表明:砂轮转速对端跳影响最显著,提高砂轮转速有利于减小端跳;工作台转速对平面度以及同片厚度差影响最显著,提高工作台转速有利于获得平整和光洁的表面。优化的磨削工艺参数组合是砂轮转速为1 500 r/min,进给速度为3 000 mm/min,工作台转速为250 r/min,磁力为90%。在此参数下,对金刚石圆锯片基体进行磨削,其磨后的端跳、平面度和同片厚度差分别为0.08、0.02和0.004 mm,远小于标准规定的0.12、0.08和0.020 mm,且无明显磨削损伤缺陷。      

基于ANSYS冷却系统水套应力分析

根据汽缸对称性和相邻汽缸温度相同情况,利用UG建立了三种不同发动机冷却系统水套1/2截面力学模型.加载水套边界条件后,运用ANSYS进行仿真并计算出不同冷却系统水套的热应力、X轴方向应力、Y轴方向应力和剪应力,及获得X轴方向位移和Y轴方向位移.通过对发动机各种工况下不同水套应力分析,选择出较好的冷却系统水套设计方案.     

Effects of process parameters on workpiece roundness in tangential-feed centerless grinding using a surface grinder

The present authors proposed a new centerless grinding method using a surface grinder in their previous study [Wu, Y., Kondo, T., Kato, M., 2005. A new centerless grinding technique using a surface grinder. J. Mater. Process. Technol. 162–163, 709–717]. In this method, a compact centerless grinding unit composed mainly of an ultrasonic elliptic-vibration shoe is installed onto the worktable of a multipurpose surface grinder to perform tangential-feed centerless grinding operations. However, for the complete establishment of the new method it is crucial to clarify the workpiece rounding process and the effects of process parameters such as the worktable feed rate, the stock removal and the workpiece rotational speed on the machining accuracy, i.e., workpiece roundness, so that the optimum grinding conditions can be determined. In this paper, the effects of the process parameters on workpiece roundness are investigated by simulation and experiments. For the simulation analysis, a grinding model taking into account the elastic deformation of the machine is created. Then, a practical way to determine the machining-elasticity parameter is developed. Further, simulation analysis is carried out to predict the variation of workpiece roundness during grinding and to discover how the process parameters affect the roundness. Finally, actual grinding operations are performed by installing the previously constructed unit onto a CNC surface grinder to confirm the simulation results. The obtained results indicate that: (1) a slower worktable feed rate and higher workpiece rotational speed give better roundness; (2) better roundness can be also obtained when the stock removal is set at a larger value; (3) the workpiece roundness was improved from an initial value of 23.9 μm to a final value of 0.84 μm after grinding.     

电火花加工机床整机模态分析

基于SolidWorks软件建立电火花加工机床整机三维模型．并利用ANSYSWorkbench软件进行机床整机模态分析。结果表明：电火花加工机床整机的固有频率高于工作频率,满足设计指标要求。由机床整机振型图可看出,床身、立柱、工作台和滑板的变形较小,而滑枕、Z轴底座和Z轴的变形较大。提高滑枕和Z轴及其底座的刚度值．是提高机床加工精度和稳定性的关键。     

钛合金裂纹声发射源的特征分析与实验验证

针对钛合金损伤在役监测需要,提出采用声发射实时动态监测技术。为了对钛合金中裂纹声发射源做特征分析,利用有限元分析方法,通过建立钛合金二维模型,采用3种力源函数对材料中不同类型、不同中心频率与不同传导距离的裂纹声发射源开展研究,并结合频散曲线,利用小波方法分析声发射源的特征频率与模态。结果表明：双极子源在平行X轴源方向产生的结果整体上非常清晰,在中低频范围与S0模态一致;但在Z轴源方向,对于特征频率为0～200 kHz时未能明显体现Lamb波产生波形的模态。单极子源1平行X轴源方向产生的结果在中高频高幅值区域最清晰,但在低频处的混叠,不易对模态进行识别;在Z轴源方向,A0模态识别最清晰。单极子源2平行X轴源方向产生的结果最精准地反映了中心频率,但对于S0模态识别的清晰度要弱于其他2种源的结果;Z轴源方向也同样反映出清晰度较弱。采用断铅实验的验证结果与仿真结果较一致,说明仿真结果的可靠性。     

八万吨模锻压机主缸焊接应力场有限元分析

针对八万吨模锻压机主缸焊接应力和变形难于精确控制的问题,建立了主缸焊接有限元模型,通过模拟计算和试验验证,得到了主缸焊接温度场、应力场和变形.结果表明,主缸焊接过程中焊缝温度最高,约为2 100℃,接头区域温度梯度最大.主缸焊后最大位移位于主缸顶部,位移量约为7.4 mm,焊缝区位移量较小.在焊接前应考虑对主缸底部和顶部进行约束,防止焊后产生较大变形.主缸焊缝区等效应力最大,约为470 MPa,热影响区应力次之,母材应力最小.在热处理前要注意接头上表面是否存在焊接裂纹等缺陷.以上结果为主缸实际焊接提供了计算数据参考.