数控机床主轴部件动态特性的研究

本文在对卧式数控铣镗床主轴部件结构分析的基础上,采用集中质量系建立了主轴部件的动力学模型,在此基础上采用了增广播传递矩阵实化的方法建立了主轴部件的数学模型,并计算出主轴部件的固有频率,同时采用脉冲激振实验的方法加以验证。     

卧式数控机床主轴热变形影响因素分析

以卧式数控机床为对象,对机床主轴在开启冷却机与关闭冷却机状态下进行热变形测试实验,并进行了详尽分析,得到主轴在两种状态下X、Y、Z轴向热变形规律;然后建立机床实体模型,采用有限元热固耦合及流固耦合法,对数控机床的关键部件主轴部件、主轴箱部件及立柱部件分别进行热变形仿真分析,以获得影响主轴热变形规律的主要因素,为产品改进提供依据。     

铣削主轴部件的优化设计

为适应铣削加工向高速、密齿、宽刃和大走刀量发展的需要,作者在对国外相关专利和国内传统的铣削主轴部件进行分析的基础上,提出了优化设计铣削主轴部件的方案,并就有关的设计参数进行了计算.最后以实例作了具体说明。     

凸轮专用数控机床主轴的优化设计

本文以最小主轴重量及主轴前端挠度为优化目标，采用统一目标的线性组合法，引入加权因子，建立了一个统一的优化目标函数，对机床主轴进行了多目标优化设计，使优化结果更符合实际。     

数控机床的马达型主轴

作者在分析对比了三种类型机床主传动系统的结构特点的基础上,介绍了苏联金属切削机床科学实验研究所研制的MIIIT型马达型主轴的结构、技术参数及应用。所研制的马达型主轴采用变频控制的专用交流异步电机,其转子直接装在主轴上,作者给出了性能试验的结果。图2幅、表1个。     

加工中心主轴部件及其主轴箱的热特性有限元分析

现代机械工业对机床精度提出了越来越高的要求.机床主轴部件和主轴箱的热特性是影响机床精度的主要因素之一.文章建立了加工中心主轴部件及其主轴箱的温度场模型并进行了数字模拟仿真.首先预测了机床主轴部件的热平衡时间能,并以温度曲线的形式表示出来,然后计算出主轴部件和主轴箱的热变形.依据这些我们能够得到主轴的轴向和径向误差,为主轴部件的设计计算奠定了基础.     

加工中心主轴部件刚度分析

高速加工是一项十分重要的先进制造技术,为了实现高速加工,首先必须有高质量的加工中心.主轴部件是加工中心的核心部件,其刚度特性在很大程度上决定了高速加工中心的加工质量,也是影响其加工精度的重要因素.文章利用Pro/Engineer软件建立主轴单元虚拟样机模型,完成了主轴单元虚拟样机模型之后,通过Pro/Engineer与ANSYS的软件接口将Pro/Engineer中主轴零件的模型转换成ANSYS中的有限元模型,进行主轴的刚度分析,找出了危险截面,验证了主轴单元设计方案的合理性.     

机床主轴部件有限元分析及优化设计

利用有限元分析方法建立机床主轴动态模型,并对其静、动态特性作出分析,并通过优化设计方法,在短时间内进行多个方案的比较,实现了机床主轴部件优化设计,进而缩短产品开发周期,提高了主轴产品的设计水平.     

数控机床滚珠丝杠副优化设计

滚珠丝杠是数控机床重要的传动部件,它的精度与可靠性直接影响加工零件的质量。以滚珠丝杠副的疲劳寿命和静载荷为约束条件,以滚珠丝杠副的体积最小为目标函数建立数学模型,利用Matlab程序实现滚珠丝杠的优化设计。实例证明,该方法在保证滚珠丝杠疲劳寿命和刚度的前提下可有效减小成本,符合产品开发要求。此方法简单、实用,并可应用于同类产品的优化设计。     

基于特征的数控加工刀具路径参数化设计

为了实现刀具路径高效的设计,对一种基于特征的数控加工刀具路径参数化设计方法进行了研究。首先对特征进行分类和参数化描述,然后为每一类特征设计其刀具轨迹通用模型,实际应用时,通过具体的特征参数生成对应的刀具轨迹。文中以槽特征为例,说明了参数化设计的思路和方法,采用Visual C++及OpenGL编程语言,实现了其参数化设计,并通过仿真验证了方法的正确性。     

数控机床电主轴单元热-结构特性动态分析

分析了高速电主轴单元热变形机理与散热机制,对主轴单元热态特性要求进行了描述,利用AN-SYS对高速电主轴进行了热-结构耦合分析。通过改变电主轴有限元模型中的边界条件,对不同转速、润滑方式、冷却结构设计、内装式电机选择条件下电主轴热-结构特性进行了对比分析。根据分析结果,提出了改善电主轴热态特性的措施,为电主轴冷却结构设计提供了参考。     

数控机床主轴的神经网络热评价模型研究

热误差作为影响机床加工精度的重要因素之一,严重制约着机床加工精度的提高。而主轴是数控机床的关键功能部件,对其进行热特性研究对提高机床的加工精度具有重要的意义。将同一类型、不同使用年限的机床主轴温度值和热变形值作为评价指标,建立数控机床主轴的神经网络热评价模型;针对BP神经网络易陷入局部最优值、收敛速度慢等问题,采用粒子群优化(PSO)算法优化加权朴素贝叶斯(WNB)的初始权值,获取权值全局最优解,构建了粒子群优化加权朴素贝叶斯机床主轴热评价模型,实现对机床主轴热特性的评价。MATLAB仿真结果表明:PSO-WNB模型精度为94.1%,收敛速度快,预测精度高,优于BP神经网络,为数控机床热特性评价提供了新思路。     

数控机床高速主轴单元动态特性仿真分析

对电主轴建立了较精确的三维有限元建模,经有限元计算分析,获得了电主轴的模态和谐响应特性,研究了电主轴的固有频率、振型和临界转速,对高转速条件下主轴前端及不同特征位置所发生的最大动态位移进行了分析计算,验证了主轴结构设计的合理性.     

高速电主轴单元的热-结构性能虚拟仿真分析

主轴单元的热变形是高速加工中影响精度的主要因素。本文利用大型有限元分析软件ANSYS对高速电主轴进行了热-结构耦合分析。计算结果显示，设计的高速电主轴单元主轴轴承、主轴前端温升理想，工作端轴向热位移很小。这表明设计的电主轴具有良好的热-结构性能，可以满足加工精度要求。     

六轴联动电火花加工数控系统及机床

针对闭式整体涡轮叶盘的特殊加工要求,充分利用六轴联动所能提供的空间可达性．提出并实现了一些专门用于加工闭式涡轮叶盘的特殊功能,旨在大幅提高系统的加工效率与精度。降低加工成本。基于开源操作系统与可编程运动控制器,开发了六轴联动电火花加工数控系统．用于控制3个移动轴和3个回转轴的同时插补。该系统包括连续平滑的空间曲线路径及电极空间姿态角的六轴联动单位弧长增量法直接插补技术、曲线路径的六轴联动伺服进给与回退技术、曲线路径的六轴联动抬刀技术等。六轴联动极大地提高了加工柔性与自由度。使该系统可用于更多类型、更复杂曲面的加工。     

浅谈模具薄壁零件的加工方法

针对模具薄壁零件的结构特点和加工工艺,介绍一种采用数控加工模具薄壁零件的方法。     

丝杠螺纹加工中主轴角位移的高精度快速测量

在分析了影响主轴角位移测量精度因素的基础上,根据光电脉冲编码器输出信号特点,提出了主轴角位移频率比对测量法.为消除在测量过程中由于主轴转速的不同造成测量精度差异,采用了周期自适应调节技术,而为降低在测量过程中由标频脉冲计数带来的计数误差,采用了相位延迟技术和相位同步技术.通过在CA6140普通数控车床上的实际测试,验证了该法的有效性和实用性.     

数控机床主轴热误差的数据驱动模型研究

当实际工况与建模工况存在差异时,传统的热误差模型往往表现出较差的鲁棒性和预测精度,主要原因在于建模数据的局限性和模型的未建模动态。为了改善上述状况,提出了一种基于数据驱动的数控机床主轴补偿模型。此模型采用无模型自适应控制算法建模,结合机床运行中生成的数据(温度数据和误差数据)对热误差模型进行实时修正,使模型能快速适应新的加工工况,从而提高模型的鲁棒性。在一台数控车床主轴上进行了试验验证,结果表明:无模型自适应控制与多元回归模型比较,其标准差、最大残差和误差平方和分别提高了41%、62%和56%,此模型的鲁棒性和预测效果好。同时,此方法为大数据在机床主轴热误差补偿中的应用奠定了基础。