数控砂轮修形系统

由西安工业大学机电工程学院研制的数控砂轮修形系统主要用于机械制造中的齿轮刀具修形，可替代Y7125系列磨齿机砂轮修形器．同时可适应磨削修形剃齿刀、插齿刀以及齿轮的给定齿形．该系统由X和Z两坐标组成，采用十进制编制加工程序，可存储100个以上的加工程序及所磨削的剃齿刀、插齿刀的基本尺寸和修形参数，     

对角修形斜齿轮径向剃齿设计

为减小齿轮振动与噪音,设计对角修形斜齿轮齿面,根据啮合原理推导其径向剃齿刀齿面;根据齿条展成渐开线齿面原理,结合Y7432平面砂轮磨齿机,建立有齿向平移运动的平面砂轮磨齿CNC模型;建立基于CNC机床各轴及砂轮轴向廓形敏感性分析的齿面修正模型,各轴运动用6阶多项式表示,分析0阶及1阶系数变化对齿面误差的影响;通过判断砂轮与剃齿刀齿面的接触状态,确定磨削齿面的误差,以误差平方和最小为目标函数,采用粒子群优化算法,得到机床各轴运动及砂轮轴向廓形参数.结果表明:该算法计算结果稳定,降低了磨削误差;对角修形斜齿轮的径向剃齿刀拓扑修形曲面基本为齿向反鼓形与对角修形曲面叠加;沿齿向方向的压力角、展成运动角、螺旋角参数微调可分别实现一定的对角修形加工;砂轮增加齿向运动构成3轴联动,减小了砂轮半径,可用于磨削大螺旋角、大齿宽对角修形斜齿轮.     

基于PMAC控制器的成型砂轮数控技术研究

分析以PMAC运动控制器为基础的任意母线砂轮修形机的原理和功能,借助PMAC中的驱动接口数据库Pcomm32PRO和执行程序PEwin32PRO开发工具,开发砂轮修改机的用户软件,在PLC程序支持下实现控制面板的快捷功能通过对PID参数的优化减少自身误差.试验证明,该系统可以实现砂轮的数控成型砂轮修形.     

高速高精密机床主轴部件动态三目标优化建模

建立了适合高速、高精密机床主轴部件的三目标优化数学模型.模型的优化目标为主轴部件总质量、静刚度和固有频率,它们可全面反映主轴部件的静、动态性能指标和经济指标.同时,用极小—极大法对机床主轴部件进行了动态多目标优化.     

高阶传动误差斜齿轮修形设计与加工

为了提高齿面啮合性能,降低磨削误差,设计高阶传动误差与接触路径曲线,并结合承载接触分析（LTCA）通过优化承载传动误差(LTE)幅值最小确定待定的参数,根据齿条展成渐开线齿面原理,求解小轮法向拓扑修形曲面;建立基于成形砂轮轴向廓形与5轴联动CNC机床各轴运动敏感性分析的齿面修形模型,判断砂轮与齿面的接触状态,计算磨削误差,应用PSO优化算法得到机床各轴运动参数与砂轮廓形的修形曲线. 算例表明：优化的高阶传动误差在曲线转换点处是相切连接的,其拓扑修形曲面在啮入端近齿根、啮出端近齿顶处有较大的修形量,修形区域近似对角;中部有一定微小内凹的高阶传动误差可降低LTE幅值,减小轮齿振动,其内凹量大小与齿轮副工况有关,随载荷增加,最佳内凹量逐渐增大;经过成形砂轮进行主要的修形磨削及平面砂轮进行辅助的对角修形磨削可实现拓扑修形齿面加工,理论磨削误差小于2 μm.     

C7620车床主轴的静动态特性的有限元分析

以大连机床厂生产的C7620车床为研究对象,利用大型分析软件ANSYS12．0对该型号车床的主轴静、动态特性进行了有限元分析．静态分析确定了在特定工况下主轴的最大变形量和最大应力值;在动态分析时采用弹簧一阻尼单元模拟轴承弹性支撑的方法,通过分析得到主轴的前5阶固有频率和振型．研究结果对于优化机床主轴部件设计、缩短产品开发周期具有理论和现实意义．     

稀薄效应下空气静压主轴动态特性分析及试验研究

针对微尺度下空气静压主轴的动态特性问题,建立了体现稀薄效应的主轴有限元模型,对主轴的模态、谐响应进行了研究。首先,基于有限元法对主轴进行建模,轴承部分采用Combin14弹簧单元建模。接着,通过扰动法得出稀薄效应下以及传统情况下轴承的刚度、阻尼参数,将此参数替代主轴模态分析中采用的弹簧单元的刚度、阻尼参数,结合主轴实际工作状态,进而分析出两种情况下的主轴的模态结果。然后,对主轴进行谐响应分析,校核之前模态分析结果。最后,对主轴进行锤击模态试验,从而检验两种状态下的模态分析结果。实验结果表明：稀薄效应下分析所得主轴1阶固有频率值较试验测量值的误差只有3.6%左右,而传统情况下得出的1阶频率值的误差在15%左右,这对主轴系统以后的优化设计和精度控制方面具有一定的理论依据。     

考虑非线性动力效应的精密机床主轴回转精度模拟

研究了在转速改变情况下,机床主轴系统回转精度的非线性、非平稳特性,并以此模拟了机床主轴系统中非线性动力效应对其主轴回转精度的影响,且建立了一种主轴动态回转几何精度与非线性动力学效应的作用范式.以机床主轴系统的转速参数变化非线性动力学特性的分岔参数,模拟了主轴回转系统轴心轨迹图、相图、分岔图、庞加莱图等.通过建立考虑主轴支承系统非线性影响因素的动力学方程,分析了主轴系统转速变化对系统动态特性的影响.仿真结果表明,随着转速增加,系统出现2个混沌响应区域,进入混沌的主要途径是倍周期分岔.从理论上证明了通过选择合理的主轴工作转速,可提高机床主轴回转系统的运行稳定性.     

数控镗床主轴系统动态特性分析

鉴于数控镗床主轴系统是在三向同频率简谐力(切削力)的激励下振动,以及与切削力密切相关的主轴滚动轴承的刚度不是定值而是载荷的函数的特点,研究以某数控镗床主轴系统为对象,结合基于谐响应特性分析理论和轴承动刚度理论,通过有限元分析软件ANSYS建立主轴系统的有限元模型,并进行模态分析和谐响应分析,得出了主轴系统在特定工况及不同结构参数下的较低阶固有频率、振型、幅频响应曲线,以及主轴系统的模态不是常量的结论.     

齿轮修形曲线的优化设计

在进行齿轮传动动态性能仿真研究的基础上，研究了直线修形、抛物线修形和正弧修形，并进行了优化设计。通过实例计算，得出了一些有实际应用价值的结论。