智能精密平面磨床动力学建模

为探讨平面磨床的动平台上安装有微定位工作台的新型机床磨削过程的特性 ,着重研究了磨头 砂轮 微定位工作台组成系统的动力学行为。运用模态综合理论和拉格朗日方程建立了磨削过程在模态坐标下动力学模型 ,并利用状态空间方法得到了磨床在模态坐标下振动响应的数值计算公式。由振型叠加原理 ,得到了具有微定位工作台补偿装置的新型平面磨床在物理坐标下的响应。在此基础上 ,分析了磨床系统的动态特性。     

新型可变刚度平面磨床的开发

一、前言根据磨削技工评价磨床的磨削性能的实践说明，磨削性能是受不同静态刚性、动态刚性和阻尼特性影响的。对于平面磨床，为了提高加工尺寸的精度，应提高静态刚性。但是，磨削烧伤可能会更严重，加工表面的粗糙度更差。为了抑制机床音叉式布局引起的振动而造成工件上的振动刻痕，其动态刚性应提高，但若太高，将会引起不能精确平衡砂轮的问题。为了抑制磨床的音叉式振动，应使磨床具有有效的高阻尼特性。为了满足以上要求，一台理想的平面磨床应能灵活处理以上的问题。为此，我们首先开发了一种可自由改变其静态刚性和阻尼特性的刚性可…     

微进给系统在磨床加工中的应用与研究

根据磨床精密加工的需要,为补偿精密磨床砂轮的振动对加工精度的影响,在原有数控磨床的基础上设计了微进给工作台和基于信号处理及特殊算法的闭环控制系统.该闭环系统应用于对压电陶瓷致动器的控制,并且在此基础上进行了磨削加工实验.实验数据结果表明,零件加工精度在1 μm左右,满足零件精密加工的要求.     

双端面磨床补调测量装置的设计

双端面磨床是平面磨床的一个分支产品,具有生产效率高,磨削范围广,连续高效等优点,在汽车制造、轴承加工和航空航天等领域得到广泛的应用。但是受一些因素限制,磨床控制性能落后,加工精度不稳定,制约其质量、可靠性方面的发展。提出了一种对双端面磨床在线检测的补调测量装置,运用气动测量原理对加工工件和砂轮表面进行测量,补偿因砂轮磨损而带来的系统误差,可有效改善运行可靠性差,传递精度低等缺陷,提高了磨床的综合性能。     

凸轮切点跟踪磨削过程振动分析

切点跟踪磨削是提高汽车凸轮制造精度的一种重要加工手段。某型号凸轮磨削时发现砂轮架切点跟踪时机床振动噪声较大,并且对凸轮磨削质量有很大的影响。本文针对该磨床工作过程中出现的砂轮架振动过大、噪声较大等问题通过对砂轮架模态测试、响应测试、砂轮架各工况下振动测试等原型试验方法,探明砂轮架非正常工作的根本原因与解决方案。     

在普通外圆磨床上实现精密磨削加工

1970年底我厂接到生产磨床砂轮主轴的任务。而我厂磨床的加工精度和光洁度都达不到要求。为了解决这一矛盾,我们对一台老旧的M1431外圆磨床进行了检修改装,提高精度,使磨架振动小于1微米,工作台纵向液压行程速度低于5毫米/分以下不爬行。经过反复试磨掌握了使用普通粗粒度砂轮实现精密磨削的规律。实践出真知,精神变物质,终于在1971年4月磨出了第一批椭圆度为0.002毫米;锥度为0.003毫米/500毫米;光洁度 12的磨床主轴。自改装到现在这台机床加工状态仍然良好。总共生产了外圆磨床、平面磨床8个机型的砂轮主轴360多件。 下面,就我厂用普通外…     

大型数控龙门平面磨床动态特性的有限元分析

磨床的动态特性影响加工质量和切削效率。本文建立了某大型数控龙门平面磨床的三维有限元模型,通过有限元动力学分析,得到该磨床的各阶模态参数,分析了各阶振型对机床动态特性影响,为大型数控龙门平面磨床结构的改进设计提供了理论依据。     

薄型板件平面的磨削加工

薄型板件刚性差,平面磨削时很易受热变形和受力变形,要达到较高的平面精度并适应批量生产有一定的难度。它的常规加工方法是在平面磨床上用砂轮磨削;较先进的加工方法是在双端面磨床上磨削;较新型的加工方法是在平面砂带磨床上磨削。某空调压     

偏心轴随动磨削数学模型的研究

针对偏心轴随动磨削中存在的加工精度问题,通过建立随动数控磨床运动之间的数学模型推导出理想的砂轮切削点的轨迹方程并进行MATLAB仿真,根据随动磨削运动特性推导出磨削设计约束方程,并分析了偏心轴在恒线速度加工条件下砂轮中心位移变化值,为了保证砂轮磨削点与摆轴颈的任意加工点相切,对相关参数并进行离散化,且对运动方程进行了有效修正,为后续误差补偿做铺垫,以达到提高加工精度的目的。     

基于贝叶斯运行模态法的外圆磨床动力学模态参数识别

磨床的动态特性决定了机床磨削的能力、机床磨削的精度,是影响机床性能最为重要的特性。在加工状态下获得机床整机动力学测试结果,是建立机床数字化虚拟样机、评价机床各主要部件动态性能、发现设计缺陷、结构设计优化和机床性能监测的前提。研究基于贝叶斯运行模态分析法（BOMA）对加工状态下的机床整机进行动态性能测试与模态识别,获得整机的模态参数,包括固有频率、模态振型以及阻尼特性等,并对信噪比水平进行评估。     

DEVELOPMENT OF A 3-DOF MICRO-POSITIONING WORKPIECE TABLE

In order to achieve active grinding control, a novel numerical control micropositioning workpiece table with a resolution of 6 nm has been developed. The table is driven by three piezoelectric actuators mounted on the base. An elastic structure with three half-notch flexure hinges is designed to apply preload to the piezoelectric actuators. The position of flexure hinges is also elaborately designed with consideration to reduce the bending deformation of the moving part. Three capacitive sensors are used to form close loop control system. Considering the table as a damped 3-DOF mass-spring system, the models of static and dynamic stiffness and error owing to the action of external forces have been established. In order to make the table have high resolution and positioning accuracy, an error compensation algorithm is implemented by using the established models. The experimental testing has been carried out to verify the performance of the workpiece table and the established models of the micropositionin     

DEVELOPMENT OF A 3-DOF MICROOSITIONING WORKPIECE TABLE

In order to achieve active grinding control,a novel numerical control micropositioning workpiece table with a resolution of 6 nm has been developed.The table is driven by three piezoelectric actuators mounted on the base.An elastic structure with three half-notch flexure hinges is designed to apply preload to the piezoelectric actuators.The position of flexure hinges is also elaborately designed with consideration to reduce the bending deformation of the moving part.Three capacitive sensors are used to form close loop control system.Considering the table as a damped 3-DOF mass-spring system,the models of static and dynamic stiffness and error owing to the action of external forces have been established.In order to make the table have high resolution and positioning accuracy,an error compensation algorithm is implemented by using the established models.The experimental testing has been carried out to verify the performance of the workpiece table and the established models of the micropositioning workpieee table.     

三自由度微定位工作台的设计与特性分析

设计一种用于平面磨削主动控制的新型数控微定位工作台。该工作台采用三个安装在底座上的压电陶瓷 (PZT)驱动器驱动动平台 ,三个圆形凹槽弹性铰链构成的弹性环节实现对压电陶瓷驱动器的预紧。为了提高定位精度采用三个高精度的电容式位移传感器用来测量动平台的输出 ,从而形成闭环控制系统。采用有限元分析软件ANSYS对微定位工作台的静、动态特性进行了数值分析。     

薄壁件变参数铣削系统动态特性的研究

提出一种薄壁件变参数铣削系统动态特性分析方法。考虑铣削过程中的自激振动和强迫振动,建立了薄壁件变参数(模态质量、模态阻尼和模态刚度)铣削系统周期延迟微分方程,借助有限单元法和最小二乘法,获得加工过程中工件系统固有频率和模态质量随刀具位置的连续变化曲线。研究结果显示,薄壁件加工过程中,材料切除对系统动态特性有重要影响。实际加工时,应采取相应措施避免剧烈振动的发生。     

数控随动磨床加工凸轮方法及其精度补偿策略

针对凸轮随动磨削中因工件轴转速差、伺服系统响应偏差、硬件制造误差等重复性误差影响因素造成的零件制造精度下降问题,将在线测量技术和Sinumerik 840D数控系统的插补表与电子齿轮功能应用到机床运动控制系统中,开展了随动磨削工艺的运动轨迹和控制方案分析,提出了由内嵌在系统PCU上的VB程序来处理在线测量获得的360个离散误差补偿数值,自动生成带插补表与电子齿轮功能的专用加工程序,利用同轴运动叠加控制方法,把补偿值叠加到进给轴上,使带误差补偿数据的凸轮加工NC程序不断根据实际加工状态更新,最后在工程样机上进行了磨削试验。试验结果表明,发动机凸轮轴的廓型最大加工误差降到了2.6μm以下,残余误差主要来源为机械振动、非线性摩擦扰动等随机性偏差。该运动控制和误差补偿方法能在实际加工中较好地补偿重复性误差因素对工件精度产生的影响。     

Critical success factors for Kaizen implementation in manufacturing industries in Mexico

To machine a noncoaxial nonaxisymmetric aspheric lens, a new parallel grinding method that employs a fixture with an adjustable gradient (AGF) is proposed. The AGF is developed for a three-axis computer numerically controlled grinding machine. The grinding method is presented according to the proposed grinding system. To ensure the machining accuracy, the main machining errors and the compensation algorithm are discussed for the grinding method using the AGF. Simulation results show that the AGF rotation errors are crucial factors affecting the profile error of the machined workpiece. Experimental results show that employing the compensation algorithm increases machining accuracy.     

Prediction of simultaneous dynamic stability limit of time�Cvariable parameters system in thin-walled workpiece high-speed milling processes

A method for predicting simultaneous dynamic stability limit of thin-walled workpiece high-speed milling process is described. The proposed approach takes into account the variations of dynamic characteristics of workpiece with the tool position. A dedicated thin-walled workpiece representative of a typical industrial application is designed and modeled by finite element method. The curvilinear equation of modal characteristics changing with tool position is regressed. A specific dynamic stability lobe diagram is then elaborated by scanning the dynamic properties of workpiece along the machined direction throughout the machining process. The results show that, during thin-walled workpiece milling process, material removing plays an important part on the change of dynamic characteristics of system, and the stability limit curves are dynamic curves with time?Cvariable. In practical machining, some suggestion is interpreted in order to avoid the vibrations and increase the chatter free material removal rate and surface finish. Then investigations are compared and verified by high-speed milling experiments with thin-walled workpiece.     

凸轮轴磨床数控系统的研制

介绍了研制的一种适合国情的凸轮轴磨床数控系统。该系统采用摇架式数控成形,工件转动和摇架摆动之间采用强迫耦合技术,并数字调节技术来提高工件的轮廓控制精度。介绍了该系统的技术特点和数字调节器的设计。     

新型精密磨削辅助微进给平台的研制及特性研究

设计了一种用于平面磨削主动控制的新型数控微进给工件平台.该平台由3个压电陶瓷(PZT)驱动器驱动,3个半圆形的弹性铰链构成的弹性环节实现对压电陶瓷驱动器的预紧.通过实验的方法研究了微进给平台的位移输出、静动态刚度等特性.     

数控机床热误差的动态自适应加权最小二乘支持矢量机建模方法

为消除数控机床热误差对加工精度的影响,提出基于动态自适应加权最小二乘支持矢量机的数控机床热误差建模方法.为构建机床热误差模型,对一台XK713数控铣床进行建模试验,采用智能温度传感器与激光位移传感器分别获取机床温度值与主轴变形量.运用动态自适应算法,优化选择建模过程中的参数;对采样数据进行初始最小二乘支持矢量机建模,根据误差变量确定权重系数,得到基于加权最小二乘支持矢量机的数控铣床热误差模型.试验结果表明,基于动态自适应最小二乘支持矢量机的数控机床热误差建模方法精度高,泛化能力强,优于未加权最小二乘支持矢量机方法与传统最小二乘法.获得的模型可用于数控机床热误差补偿,以提高数控机床的加工精度.