精密铣削动力头主轴结构的改进

分析了ＩＴＸ系列铣削头主轴结构的特点，介绍轴向调整圆螺母的功能及使用方法，提出使用这种圆螺母可有效地提高主轴回转精度、减少轴承温升、降低主轴系统制造成本。     

精密主轴热变形误差的实验研究

主轴是机床的关键部件,其热变形误差是影响精密机床工作精度的主要因素之一。文章对镗床主轴的不同热变形误差形式及对加工精度的影响进行了讨论。依据ISO和ASME标准建立某型号精密卧式坐标镗床热变形误差的测试环境,采用高精度测试系统对其主轴进行温度和热变形误差的实验测试与分析。结果表明,主轴热变形误差严重影响机床加工精度,主轴转速影响其达到热平衡的时间及热误差大小,需采取有效措施对热变形误差进行补偿,优化热结构,进一步提高机床加工精度。     

3PRS并联机器人位姿误差规律研究

介绍了3PRS并联机器人的模型、位姿误差计算方法,对位姿误差与结构误差、驱动误差的关系进行了分析.研究结果表明:各误差源对位姿误差的作用相互独立;在给定的任意位置,机器人位姿误差与结构误差、驱动误差有强的线性关系;各误差源引起的位姿误差大小在整个工作空间的分布可以以驱动参数为变元,用相对简单的三元二次函数近似表达.     

Stewart平台位姿精度的影响因素分析

本文针对不同结构的Stewart平台，利用误差模型，采用数值方法分析比较了影响Stewart平台位姿精度的两个因素，即铰链的位置误差和驱动杆的测量偏差。     

四自由度串并联机器人的位姿误差分析

介绍四自由度垂直移动关节与回转关节组合式串并联机器人的机构特点和机器人位姿误差分析的"小位移摄动法",利用该方法建立该构型机器人的位姿误差分析模型,通过仿真实验分析机器人广义坐标偏差和结构偏差对机器人末端位置误差的影响。仿真结果表明角度误差对机器人末端位置误差的影响较大,结构误差对机器人末端位姿误差的影响不大,证实该位姿误差模型的正确性,为机器人的位置误差补偿及精度优化设计提供参考。     

精密卧式加工中心主轴轴向热误差补偿方法

热误差是精密机床最主要的误差源之一。主轴是机床的关键部件,其热误差直接影响机床的加工精度。文章以某型号精密卧式加工中心主轴为对象,对其温度场和热变形进行了仿真分析。根据仿真结果发现主轴轴向热变形更严重,并结合机床结构确定温度传感器布置位置。在此基础上,对不同转速下主轴部分位置温度和轴向热误差进行现场测试。运用最小二乘法建立热误差补偿模型,直接结合机床FANUC数控系统实施主轴轴向热误差补偿。经实验验证,补偿后主轴轴向热误差减小了85%以上。     

轴承预紧力对主轴模态及铣削稳定性影响的研究

采用两阶连续梁模型研究不同主轴结构的轴承预紧力对主轴模态及铣削稳定性的影响。研究结果表明:轴承通过改变主轴低阶模态对铣削稳定性产生影响,前轴承对系统模态及铣削稳定性的影响比后轴承大。同一模态影响下的轴端振幅和铣削稳定性之间有很大的联系,激起主轴最大振幅峰值的模态对铣削稳定性的影响最不利。     

加工误差和形位误差对气浮主轴稳定性的影响

采用有限差分结合线性小扰动法研究静压气浮主轴加工误差(正弦波纹、矩形波纹、三角波纹)和形位误差对主轴临界惯性力和临界涡动比的影响。结果表明：随着偏心率增加,临界惯性力增大而临界涡动比减小;转速增大,临界惯性力增大,临界涡动比增大到极值后略微减小,小偏心率和高转速有利于提高主轴稳定性;正弦波纹提高主轴稳定性最显著,矩形波纹次之,三角波纹导致主轴稳定性降低;加工误差周期越小,主轴稳定性越好;误差周期较大时,波纹幅值增大,主轴稳定性下降;误差周期较小时,波纹幅值对主轴稳定性的影响可以忽略不计;形位误差导致主轴稳定性降低,x、y方向同时存在形位误差对主轴稳定性的影响大于x或y单一方向形位误差。     

五轴并联机床刀具末端运动位姿自适应控制技术

高精尖领域对精密小零件的加工精度要求越来越高,五轴并联机床作为主要机械加工设备,严格控制机床刀具的运动位姿对于保证成品零件的加工精度具有极其重要的作用。在此背景下,研究一种五轴并联机床刀具末端运动位姿自适应控制技术。在五轴并联机床前方布置两个CCD 摄像头作为视觉系统,拍摄关于刀具末端的左右两张图像;在图像预处理、特征点提取与匹配等环节的基础上,求解位姿参数,包括位置三维坐标以及3个姿态数据。以刀具末端运动实际位姿为输入,利用神经网络获取与刀具末端紧密相连的五轴关节角度补偿量。利用PID控制器,通过补偿量计算位姿控制量不断纠正位姿误差,靠近理想位姿。结果表明：应用所提控制方法,与理想位姿之间的平均误差均更小,且平均误差的波动最小,三维位置坐标波动仅在-0.02~0.015、-0.01~0.02、-0.02~0.02 mm之间;横滚角、俯仰角以及方位角波动仅在-0.02°~0.03°、-0.01°~0.04°、-0.02°~0.01°之间,由此说明所提控制方法的精度更高,控制稳定性更高。     

基于模态分析的高速铣削主轴转速选择

分析了高速铣削的特点以及切削加工中的振动现象,研究了高速切削和普通切削中的工件振动对加工精度的影响程度,提出了在高速铣削情形下工件振动会影响加工精度的假设。然后采用振动力学中的谐响应方法分析了铣削加工中工件振动的简化模型,研究了工件在刀具作用力下的振动情形;并通过有限元分析软件进行实例仿真,结果表明在高速切削情况下工件的振动会影响要求较高的加工质量。最后,给出了利用模态分析来优化主轴转速的方法,为高速切削情况下减小振动、提高加工质量提供了一种途径。     

落地铣镗床主轴系统优化研究

建立了落地铣镗床主轴系统的模型,研究主轴径向变形;对落地铣镗床主轴轴承寿命、主轴大齿轮对轴承刚度和主轴变形的影响进行分析,并对轴承配置进行了优化分析,为轴承组合方式的选用以及大齿轮支承的合理配置提供了依据。     

风冷散热装置在机床主传动系统中的应用

提出一种全新的机床主传动冷却方式,特别适用于卧式铣镗床。采用小型液压泵站,结合风冷散热装置对机床主传动系统进行循环冷却。经过严格设计与计算,选择适合的冷却装置,合理安排主传动系统冷却装置的布局,在机床要求的环境温度下,满足主传动系统散热要求,使设备能够连续稳定运行。该冷却方式结构紧凑、清洁环保,提高了换热效率、使用寿命及主轴的切削精度。     

某型镗铣床主轴系统结构设计

主轴系统是镗铣床的核心部件,合理地设计结构,能够提高主轴系统的刚性和切削性能,降低振动和噪声.通过对某型镗铣床主轴系统的设计阐述了镗铣类机床主轴系统设计的方法和原则,并以切削试验证明所设计的主轴系统具有良好性能.     

A novel spindle inclination error identification and compensation method in ultra-precision raster milling

In the ultra-precision raster milling (UPRM) process, the existence of spindle inclination error can directly affect the dimensional accuracy of machined components. This study developed a novel spindle inclination error identification and compensation method based on the groove cutting in UPRM. In this method, the tilt angle of the intersection curve of two toruses (ICTT) generated from two neighboring rotary cuts in UPRM was measured to identify the spindle inclination error. A mathematical model was developed to simulate the ICTT profile and present the relationship between the tilt angle of ICTTs and the spindle inclination error by solving the differential of the ICTT function, by which the spindle inclination error can be solved under the given cutting parameters and the tilt angle of ICTTs. The effects of cutting parameters on the tilt angle of ICTTs were explored. An error compensation procedure was designed and a group of groove cutting experiments was conducted to identify and compensate the spindle inclination error. The theoretical and experimental results show that the proposed method can compensate for the spindle inclination error effectively and accurately.     

基于ANSYS的轮槽铣床主轴可靠性分析

以轮槽铣床主轴为研究对象,采用APDL语言建立了主轴的三维有限元模型,分析计算了主轴加工的受力变形,获得了主轴的变形云图。同时,以轴承刚度、载荷及弹性模量为随机输入参数,应用基于超拉丁立方的蒙特卡洛法对主轴可靠性进行分析,结果表明:循环模拟500次可以达到精度要求,轮槽铣床主轴可靠性为100%,降低主轴材料参数的分散性可以提高主轴可靠性。     

A comparative study on the spindle system equipped with synchronous and induction servo motors for heavy duty milling with highly stable torque control

In order to create a higher torque spindle system for productive milling operations, rotational speed stability against the torque disturbance has been studied with respect to the spindle mechanical design parameters, actuator types and spindle control algorithms. The study showed a remarkable difference in the spindle rotational speed stability against torque disturbance between a spindle system equipped with an induction servo motor and a permanent magnet synchronous servo motor. The results of this study have been obtained by theoretical analysis, numerical simulation and physical experiments, and the experimental study showed that the hybrid actuation spindle achieves longer tool life.     

圆柱齿轮的装配误差对齿轮工作性能的影响分析

为了更加准确的研究齿轮在工作过程中的摩擦、磨损、振动、噪声、传动速度的稳定性等工作性能,需要对齿轮的工作条件进行分析.本文通过分析齿轮系统在制造、装配过程中始终存在误差的特点,对安装齿轮的齿轮箱中的相关零件及其装配关系进行了总结,建立了误差模型,通过坐标变换,推导出齿轮齿廓曲线实际工作时的切向和法向方程,获得了齿轮副工作过程中影响工作性能的压力角、基节、公法线、重合度等参数状况,明确了装配误差对齿轮传动的重要意义,为齿轮副的设计、制造、装配、检测提供了理论依据.     

提高轮廓加工误差联机检测精度的研究

在数控机床或加工中心上采用联机检测轮廓加工误差的方法，不用价格昂贵的坐标测量机，具有简单、省时、经济的特点。文章分析了数控机床或加工中心的直线运动误差对联机检测轮廓加工误差精度的影响，并测量出了加工中心的几何运动误差，提出了消除机床几何运动误差影响，提高轮廓加工误差联机检测精度的方法。实验结果表明，所采用的方法可以明显提高轮廓加工误差联机检测精度。     

基于多体系统理论的车铣中心空间误差模型分析

数控机床的误差建模是进行机床运动设计、精度分析和误差补偿的关键技术,也是保证机床加工精度的重要环节.本文利用多体系统理论来构建超精密数控机床的几何误差模型,该模型简便、明确,不受机床结构和运动复杂程度的限制,为计算机床误差、实现误差补偿和修正控制指令提供了理论依据.在机床实际应用中,可以利用由精密机床误差建模所推导出的几何位置误差来修正理想加工指令,控制机床的实际运动,从而实现几何误差补偿,提高机床加工精度.     

宏指令加工立体曲面的研究与实践

文章详细地介绍了在华中ZJK7532A数控铣床上利用宏指令编程加工圆弧面和圆锥面,比较了加工圆弧面和圆锥面的几种刀具轨迹生成方法,阐明了提高规则立体曲面加工质量的方法.