直驱式数控转台主轴的静态特性分析

直驱式数控转台主轴对提升加工效率和精度、提高产品质量有着重要意义。对自主开发的MST210直驱式数控转台的原理和结构进行分析,建立直驱式数控转台的高速铣削模型。基于机械设计、材料力学、理论力学的分析方法及理论,根据主轴上的3个零件材料和受力形式的不同,采用对应的强度理论对其强度和刚度进行计算与校核,并用有限元分析来进行验算与比对。在主轴理论分析与仿真结果对比中,应力吻合度达92%,变形吻合度达85.7%,故转台主轴满足强度、刚度要求。     

基于ABAQUS的TK13250E数控转台盘式刹紧机构静动态特性分析

为了有效的分析出刹紧机构的力学特性,文章采用ABAQUS静力分析和模态分析相结合的计算方法。将TK13250E数控转台的盘式刹紧机构在ABAQUS中完成接触应力分析,获得其应力值以及变形量,并在此基础上计算出该刹紧机构的刹紧力矩和安全系数,最后对该刹紧机构进行模态分析,获取其固有频率。静力分析结果表明其最大等效应力产生在刹紧片上为85.6MPa,小于各刹紧机构各零件的许用应力,最大变形量发产生在活塞盖上为5.310e-3mm,变形量很小,该刹紧机构结构设计合理,与此同时并求出该刹紧机构的刹紧力矩为663.4N·m,大于该数控转台的油压最大允许最大切削力矩500N·m,满足刹紧要求,并求得安全系数为1.33。模态分析结果表明在频率为566.65Hz,577.92Hz,618.59Hz,705.16Hz时刹紧机构会产生共振,会影响转台工作的稳定性导致零件加工精度降低。该研究方法对于盘式刹紧机构的早期设计以及研究与发展具有一定的理论意义。     

车铣复合直驱转台动静态特性优化设计

针对降低直驱转台质量防止惯性影响其加工精度的问题,开展动静态特性分析、响应面构建、灵敏度分析以及NSGA-II遗传算法优化;对比、分析优化前与优化后的直驱转台加工参数。结果表明：优化后的参数不仅能够更好地满足加工需求,而且可提高直驱转台的刚度和1阶固有频率,显著降低该型号直驱转台的质量。     

基于直驱技术的精密数控回转工作台研制

以某精密数控立式加工机床用回转工作台设计为例,分析了直驱式精密数控回转工作台共性关键技术并给出了详细解决方案,包括支承设计、锁紧设计、冷却设计、精度设计与实现等。通过关键技术的集成,完成了直驱式精密数控转台研制。文中所述各关键技术对于集成式直驱转台研制提供了有益参考。     

负载对数控转台精度影响的研究及试验设计

分析数控转台工作时力和力矩载荷的工况特点,以及YRT转台轴承和抱闸机构承受工作载荷作用时的工作原理。推导六自由度载荷作用下转台主轴形变的计算公式,并总结工况载荷对转台变形和精度的影响。设计了在轴向载荷、径向载荷、弯曲载荷、扭转载荷下检验转台变形的方法。研究内容为数控转台轴承支撑结构和抱闸机构的设计计算提供参考,为数控转台的载荷试验提供试验和检验方法。     

正倒立车设计及关键技术研究

为实现盘类零件的自动化加工,设计具有上下双主轴的正倒立车的主机结构及机械传动机构。为克服卡盘卡爪间隙导致的工件轴向跳动误差,研究斜柱后拉式卡盘的工作原理,推导其夹紧力和后拉力的计算公式。为实现正倒立车自动化下料功能,在刀架的工位上设计气钳机构,并研究具有气钳机构刀架的刀具干涉图。设计正倒立车控制主轴卡盘和刀架松开夹紧动作的液压气动系统。以汽车刹车盘零件为典型应用实例,分析基于正倒立车的盘类零件的加工工艺。     

Ti—4Al—3Mo—1V合金用于飞机刹车装置

用钛合金制造飞机零部件对于减轻飞机结构重量,提高有效载重能力具有重要意义。飞机刹车装置是飞机结构件的重要组成部分,刹车时通过刹车盘之间的摩擦,产生制动力矩使机轮减速。刹车过程仅为10秒,在这样短的时间内,巨大的动能转变为热能,并产生强大     

直驱式双摆头锁紧制动机构的设计研究

介绍一种直驱式双摆头锁紧制动机构的结构及工作原理,应用ANSYS Workbench软件对其进行仿真分析,验证了机构相关设计的合理性,确定了产品的关键结构参数。     

中门导轨滑轮固定板精密级进模设计

分析了中门导轨滑轮固定板的成形特点,确定采用精密级进模冲压生产。介绍了制件排样设计、模具结构设计及模具关键零部件设计。模具采用辊式自动送料机构作粗定位、导正销精定位及3种浮料装置,保证了送料精度。工作零件全部采用镶拼式结构,便于加工、装配、调整和维修。投入批量生产后,实践表明,模具结构合理、操作方便,满足了零件批量大、高效、优质的生产要求。     

基于西门子828D数控系统的直驱转台设计及误差补偿

设计一套直驱转台,在828D数控系统下进行调试,分析转台分度误差产生的原因,并使用828D数控系统的螺距补偿功能对转台进行了分度精度补偿。     

螺旋压力机实现伺服直驱的低速大力矩电动机综述

实现伺服直驱是现代螺旋压力机的重要发展方向之一。本文对用于螺旋压力机伺服直驱的各类低速大力矩电动机进行了介绍,阐述其基本结构、工作原理、优缺点以及国内外研究现状。最后提出设计螺旋压力机直驱式电动机需要考虑的几个因素。     

直驱式电液伺服模锻锤控制系统研究

对直驱式电液伺服系统在模锻锤上的应用进行了研究,提出一种新型直驱式电液伺服控制模锻锤。设计了模锻锤直驱式液压控制系统原理图,分析了其工作原理和优势,通过研究新型模锻锤能量控制原理,提出了蓄能间接转换控制方法及转换原理,通过理论分析证明可以提高系统能效及打击能量的可控性。分别对交流伺服电机调速系统与泵控缸系统进行了数学建模,在此基础上建立了模锻锤控制系统的数学模型,并在Simulink平台上搭建系统的仿真模型,仿真分析了该系统的动态特性,通过Bode图中的幅值裕量和相位裕量证明了系统的相对稳定性。时域仿真曲线表明,泵控系统动态响应时间可以满足模锻锤工况要求。仿真结果有效验证了直驱式电液伺服模锻锤控制系统的可行性。     

直驱力矩电机变负载控制方法研究

直驱力矩电机在运动过程中受到齿槽转矩、力矩脉动等固有特性的影响会产生位置误差,在受到变负载影响时,精度会进一步下降。为减小位置误差,采用分数阶滑模控制方法,建立分数阶滑模-直驱力矩电机和PID-直驱力矩电机模型;采集凸轮加工中的力矩,作为变负载数据输入模型进行仿真。结果表明：相比于PID控制方法,分数阶滑模控制方法位置精度提高约25%,快速性提高约35.48%;分数阶滑模控制方法可以提高直驱力矩电机的控制精度。     

抽水蓄能电站钢岔管水压试验结构应力测试分析与评价

为检验钢岔管设计的合理性和施工的可靠性,采用应变电测法对钢岔管水压试验过程进行结构应力测试,掌握钢岔管关键应力控制点的应力分布情况;采用有限元法对钢岔管水压试验工况进行结构应力分析,确定该工况下关键应力控制点的抗力限值及应力分布情况。测试数据表明：测试应力值与试验压力呈良好的线性正相关关系,钢岔管管壁最大应力值与试验压力值的相关系数R为0.999 988,钢岔管月牙肋最大应力值与试验压力值的相关系数R为0.999 896,良好的线性关系表明应变计的防护安全可靠,测试系统稳定。基于形状改变比能理论,对测试应力值进行等效处理,转换为Von Mises等效应力值。对比分析测试数据和计算成果：钢岔管水压试验结构最大应力值均小于结构的抗力限值,结构强度满足设计要求。管壁最大应力值位于靠近肋板端部的主管折角处(公切球半径最大部位),月牙肋最大应力值位于月牙肋内侧中部位置,与计算结果吻合,符合钢岔管的结构特性。Von Mises等效应力值与设计计算值最小相差-9.4%,吻合度较高。     

基于直驱电机的一种新型精密分度装置

分度装置在机床、夹具、汽车零部件加工、食品及轻工机械等领域的应用非常广泛,随着对零件技术要求的不断提高,传统分度机构越来越难以满足精度和使用要求。为此,提出一种基于直驱电机的新型精密分度装置。     

基于数控纵切机的骨钉加工研究

分析骨钉的结构特点及加工要求,结合典型实例,给出基于数控双主轴纵切机的骨钉加工工艺。提出用于骨钉加工的数控双主轴纵切机的主机和刀具布置结构。利用齿轮、滚珠丝杠、力矩直驱电机,设计动力刀具、伺服进给轴、主轴的传动机构。制造样机,并将样机应用于实际生产。研究结果有助于数控纵切机在骨钉加工行业的应用。     

Ti6Al4V零件铣削加工表面等效残余应力与作用深度的测量及其有限元分析

金属零件在切削加工后,其被加工表面会形成一残余应力层,其所引起零件的变形是影响精密弱刚性零件精度的重要的因素。为了预测Ti6Al4V零件因铣削加工表面残余应力而引起的变形,本文介绍一种测量表面等效残余应力及其作用深度的方法而达到此目的。通过对被加工面的对面进行两次腐蚀去除材料的操作使得零件的厚度和中性层的位置发生变化,测量此过程中零件挠度和表面应变的变化,进而计算得铣削加工引起的零件表面等效残余应力及其作用深度值。通过有限元分析验证该方法得到的结果,发现有限元计算得到的零件挠度和应变的变化与实际测量值非常吻合,因此可以断定该方法得到的结果是正确的,其可以正确评估铣削加工引起的表面残余应力性质和大小并能准确预测零件铣削加工后因表面残余应力而引起的工件的变形量,从而可以预测零件是否满足精度要求。     

环抛机直驱电机转台系统设计

针对光电子基片超精密抛光对抛光机盘面转台的低速稳定运转要求,提出了采用无框直驱电机直接驱动液体静压转台旋转、圆光栅反馈转速、运动控制卡进行闭环控制的解决方案。基于LabVIEW程序和研华API通用运动架构设计人机交互控制系统,通过电流环、速度环和位置环搭建的三闭环控制系统由内而外逐步推导出传递函数,建立了转台运动控制系统的数学模型。使用Matlab内嵌的Simulink模块进行仿真分析,结果表明,所设计的环抛机直驱电机转台系统速度波动范围在1%以下且运行平稳,可满足光电子基片超精密抛光的要求。     

Ti6Al4V零件铣削加工表面等效残余应力与作用深度的测量

为了预测Ti6Al4V零件因铣削加工所致表面残余应力而引起的变形,介绍了一种测量表面等效残余应力及其作用深度的方法。通过对被加工面的背面进行两次腐蚀剥层的操作,使得零件的厚度和中性层的位置发生变化,测量此过程中零件挠度和表面应变的变化,进而计算得到铣削加工引起的零件表面等效残余应力及其作用深度值。通过有限元分析验证,发现有限元计算得到的零件挠度和应变的变化与实际测量值非常吻合,因此可以断定该方法得到的结果是正确的。其可以正确评估铣削加工引起的表面残余应力性质和大小并能准确预测零件铣削加工后因表面残余应力而引起的工件的变形量,从而可以预测零件是否满足精度要求。     

超精密研抛机床转摆机构的优化

为了实现复杂光学曲面的研抛加工,自行研制了一台转摆联动的五轴超精密研抛机床,并对其关键组成机构——转摆联动装置进行了优化设计。利用ANSYS Workbench软件对摆台的静力学特性进行了分析;同时以滑块位姿变化过程中摆台变形最小为优化目标,对摆台做了结构优化。基于动力学分析方法对气浮转台进行合理简化,利用ABAQUS对转台的转动部分模态分析。结果表明:优化后的机构在满足承重情况下的最大变形量明显减小,能够满足精密研抛加工的要求。