大昭和精机通过本刊等中国媒体首次宣布 BIG—PLUS两面定位主轴系统专利技术两年后将全面公开

2006年10月30日，在《机械工人》记者和《工具技术》记者访问日本大昭和精机株式会社（以下简称大昭和）时，小峰毅社长通过我们两家中国媒体首次对外宣布：在机床主轴定位方面享有盛誉的大昭和BIG—PLUS两面定位主轴系统的专利技术计划将于两年后向世界全面公开。     

巧用机床主轴锥孔

图 1所示为某变速箱的一齿轮轴。该零件轴端孔 24.115 的加工工艺为：钻、精车、热处理后磨削。在进行精车、热处理后磨孔时,生产上一般采用弹簧夹头,精车时以软磨后的轴径 C、 B两处定位夹紧;磨削孔时,以磨削后的轴颈 A、 C两处定位夹紧。由于该零件细长,故夹持其使用的弹簧夹头也长,制造困难,且夹具悬臂长,加工精度难以保证。为此我们巧用机床主轴内锥孔,制成了轴端内孔车、磨夹具。 [1]精车内孔的夹具 　　图 2为精车内孔用的夹具。三爪卡盘通过接盘、接套与机床主轴相连。三块反三爪上各焊有一块软爪;锥套以莫氏 5号外…     

数控机床夹具误差（续）

尺寸调整系统立式主轴机床x、y坐标调整在编制控制程序时,xoy面的加工原点,大多从夹具定位支承元件的侧面、定应心轴轴心线或孔的中心线确定。在建立调整系统之前,必须详尽研究机床坐标系统中加工原点确定方式。用塞规体现主轴锥孔孔心线,是确定加孔原点的基本方式,塞规的位置用转换器来检查。当塞格亦即主轴锥孔孔心线与原点吻     

拉钉的正确选用与维护

随着数控机床和加工中心的兴起,工具系统的重要性日益提高。工具系统包括刀柄、接杆、夹头直至刀具一系列的组成部分。刀柄要满足机床主轴的自动松开和拉紧定位,并能准确地安装各种切削刀具,且适应机械手的夹持和搬运,适应在自动化刀库中的储存、搬运和识别。系统的设计需与机床配合,刚性好,夹紧可靠,刀具高速旋转时保持平衡,接触精度高。     

用于主轴感应淬火的多工位夹头

一般机床主轴易磨损部位均需进行淬火。为减轻劳动强度,提高工作效率,我们设计了下图所示的三工位夹头,只需搬动两次即可完成五个部位的淬火。下面以短锥A处、内孔B处及外圆C处的淬火情况为例加以说明。 如图所示,首先将主轴用三爪定位架固定在淬火机床上,主轴以一定的转速旋转。A处的感应器设计成同时加热与同时冷却的方式,把它固定在三工位夹头的中间位置上。内锥孔B处的感应器采用自喷连续淬火方式,将它固定在夹头的上端。轴径C处的感应器设计成开合式连续淬火方式,以利于主轴装卸,将它固定在夹头的下部。感应器各部位的尺寸应视主轴…     

大型镗铣刀具过定位研究与应用

分析普通镗孔用刀具加工特点,参考借鉴HSK过定位刀柄夹紧定位原理,结合重型切削加工机床刀具连接系统定位精度不高及各机床间主轴差异较大的特点,在原机床与刀具连接系统上进行设计与改进,对刀具锥柄、刀杆结构连接方式及定位形式重新设计出一种可调节式过定位刀具系统,可满足不同主轴间隙的机床实现过定位连接,有效提高了镗孔过程中刀具系统的刚性与精度,并在保证加工质量的前提下,大幅度提高了加工效率。本文所设计改进的过刀柄结构不仅适用于孔加工,也同样适用于面加工,明显提高面加工效率及表面质量。     

HSK工具系统夹持孔类加工技术

HSK工具系统夹持孔类刀柄是高速加工的工具系统,采用过定位的双面夹紧方式,要求保证极高的制造精度。本文介绍了该类产品的工艺重点和解决方案,为孔加工提供可靠的加工手段。从各方面提高生产制造的精度、加工柔性和生产效率,高效稳定加工质量。     

几种模块式工具系统

<正> [瑞典Sandvik公司的Varilock模块式工具系统] 对于主轴旋转的机床,Sandvik公司提供Varilock工具系统(图1)。该系统组件之间的联接是根据圆柱定位和端键传动的原理,连接件的圆柱和孔配合,圆柱部分的端部直径比定位面直径小0.25mm,便于组装。据称,任     

机床主轴端部短锥测量

正主轴端部是主轴与工件或工具联系的结合部位,其结构形状由机床类型及夹具或刀具的形状而定,同时应使之能保证刀具或卡盘的定位准确、安装牢固和装卸方便,能够传递足够的转矩,并且尽量减小主轴端部的悬伸长度。由于刀具、夹具的尺寸已经标准化了,所以相应的通用机床的主轴端部形状和尺寸也已经实现了标准化,专用机床设计时也应     

基于平衡盘的机床主轴双面在线动平衡效果分析

基于双平面影响系数法的原理,对采用平衡盘的机床主轴双面在线动平衡系统进行设计.并从理论上对双平面的平衡效果进行分析,提出了一种针对机床主轴的双面平衡、单点优化的方法.分析表明,该方法可提高机床主轴关键部位的平衡效果,具有一定的现实意义.     

HSK工具系统结构特点分析

HSK（空心短圆锥柄）最突出的特点就是按照DIN69893具有的轴向面夹紧机制,实现了机床主轴与刀具在锥面接触的同时还增加了在端面的接触,即过定位配合,从而避免了刀具在高速回转时的轴向串动,并保证了重复定位精度。由于HSK刀柄是采用中空式结构,使得刀柄锥面能够产生一定的弹性变形,所以当机床主轴在高速回转时,HSK刀柄锥面能够保持与机床主轴锥面的紧密可靠接触。HSK刀柄采用1：10锥度,有利于刀柄与主轴连接时产生自锁,使得夹紧更为可靠。     

Comprehensive measurement and evaluation system of high-speed motorized spindle

Reducing the manufacturing time is the trend of high-precision manufacturing, and the precision of a work-piece is very important for manufacturing industry. The high-speed motorized spindle is the most critical part and becoming more widely used in the machine tool at present, and its precision may affect the overall performance of high-speed cutting. Most of the studies on high-speed cutting are focused on the cutting force, the vibration of the spindle and effects of the spindle’s thermal deformations; hence, how to roundly measure and objectively evaluate high-speed spindle is an imminence question of it because the comprehensive dynamic properties and evaluation system of spindles directly affect the cutting ability of the whole machine tool before they are manufactured. This paper presents a comprehensive measurement and evaluation system of high-speed motorized spindle, which reflects the overall performance of motorized spindle and bases on international standard.     

HSK刀柄和主轴在高速旋转下连接性能可靠性分析

空心短锥刀柄在数控机床上起到连接主轴与切削刀具并传递力矩的作用。刀柄与主轴连接性能的可靠性对机床的加工精度及工作安全性有重要影响。由于加工和装配等误差、实际过盈量和实际夹紧力等结构和性能参数具有不确定性,考虑到HSK工具系统中这些参数的不确定性,利用区间模型描述这种不确定性,建立了HSK刀柄与主轴连接接触面区间接触应力模型,提出了HSK刀柄与主轴连接性能的非概率可靠性模型,给出了可靠临界转速的概念。通过对HSK-A63刀柄性能的分析与计算,说明了该方法的合理性与可行性,为防止HSK刀柄与主轴的连接失效,保证数控机床的加工精度和使用的可靠性提供了理论基础。     

基础装备制造及高档集成数控机床研究进展

为解决航空航天制造领域面临的关键问题以及提高机床行业的服务能力,机床行业提出建设航空航天制造领域高档数控机床创新能力平台。总结了创新平台的基础装备制造及高档数控机床的四个方面研究进展,包括电主轴单元技术（高速主轴刀柄刀具系统动力分析、数字化仿真和样机模态验证分析）、机床设计（直线轴进给系统刚柔耦合机电耦合动力学、多轴联动与高速五坐标混联加工装备、摆动/回转进给系统的机电耦合动力学模型验证分析、MTC1000镗铣磨复合加工中心结构创新设计）、机床控制（高速启停残留振动抑制技术验证分析）和机床验证（航空航天结构件高速加工现场的数据采集、映射与存储技术分析）。最后展望了基础装备制造和高档数控机床的发展方向。     

接触热阻对机床主轴系统热分析的影响

通过ANSYS软件对机床主轴系统进行热分析,对比了有、无接触热阻边界条件对分析结果的影响。结果表明,接触热阻对机床主轴系统热分析的影响很大,在机床主轴系统热分析时不能忽略。     

一种新型运动副及其在并联机床上的应用

提出了一种基于新型运动副——复合球铰的虚拟轴机床,它是由5-SPS分支组成的并联机构,其中3个分支汇交于一个三重球铰,另2个分支汇交于一个二重球铰,两个球铰固接在一起形成一个复合球铰,代替了并联机构的活动平台,而且机床主轴位于复合球铰中心线上。这种基于复合球铰的5个分支新型虚拟轴机床与基于Stewart平台机构的6个分支的虚拟轴机床相比具有同样多的实用自由度,并且机床结构简单、解耦,其正反解计算及控制亦相对简单。探讨了5分支机床的结构形式,尤其对关键结构——复合球铰的结构,机构位置反解,以及一定姿态下的可达工作空间进行了分析和计算。这种新型虚拟轴机床在空间曲面加工领域将有着广泛的应用前景。     

Thermal growth measurement and compensation for integrated spindles

The errors which affect the processing tolerance of a machine tool are due to the built-in volumetric errors in the machine tool structure and also the thermal displacement of the machine tools during its cutting. In this paper, a dual-displacement meter compensation system is developed. The new model has a better tolerance control than the single-displacement compensation meter method; also, it has a great potential for saving a machine’s warm-up time as well as enhancing productivity. A dual-displacement meter is designed to detect the variation of spindle thermal growth and a differential amplifier is applied which ensure a precise output signal tolerance of spindle thermal growth. The unstable signal which is an effect of flatness tolerance of spindle surface is then omitted. Finally, the spindle thermal growth compensations are successfully reduced. It meets the requirement of high-speed machining and high-precision machining application.     

夹紧力对AHO工具系统径向刚度的影响

在不同夹紧力条件下,对AHO工具系统的径向刚度进行了有限元模拟与分析,获得了其径向位移端面间隙变化的具体数据。分析结果表明,足够大的夹紧力和双面接触是保证AHO工具系统高径向刚度的关键。     

Modelling and experimental investigation of spindle and cutter dynamics for a high-precision machining center

The geometric quality of high-precision parts is highly dependent on the dynamic performance of the entire machining system, which is determined by the interrelated dynamics of machine tool mechanical structure and cutting process. This performance is of great importance in advanced, high-precision manufacturing processes, including aerospace and biomedical applications. In this paper, the dynamics of the combined spindle/cutter system, a major component of any machine tool, is identified using impact testing techniques and is successfully approximated by a second-order linear model. Results of computer simulations of machining processes that include the identified spindle/cutter dynamics show a significant influence on the quality of the final product. From this, it is concluded that, for precision workpieces, the dynamics of the spindle and cutter system will have to be taken into account in order to improve future machining controls and processes.     

ZERO TRANSMISSION AND ITS APPLICATION IN HIGH SPEED CNC MACHINE TOOLS

0 I~DUrnowgogh speed maChining(HSM) is a Piece of the adVanced manufaCturing teclmology(AMT). It hasbeen developed lapidly in the last decadelll.Combong HSM with the conventional machining, there ~ a lot of adVantageS for HSM, such as:(l )Material removal late can be me~ed up to 3 ~ 6 tab(high Pnxluctivity).(2)Cutting force can be ~ more than 30% ~ 40% (low rigidity wolkpieces and dimcult-iDemachine materials can be machined).(3)More than 95% ~ 98% of the cutting heat is cabed away b…