超精密飞切二维转鼓用伺服分度装置的研制

针对光学应用领域中二维转鼓的超精密飞切装卡与自动定位需求,设计开发了一套二维转台伺服分度装置。其中二维转台采用方位轴和横滚轴相结合的运动方式来实现二维转鼓超精密飞切时的精密分度调控,然后开发了伺服控制系统并采用一种特殊结构形式的锁紧方式来实现单轴位置分辨率小于2″、重复定位精度小于5″的精确锁紧定位,最后通过连接夹具和胶接工艺的采用综合实现二维转鼓超精密飞切加工负载及精度需要。基于电子经纬仪和超精密机床配套电子拷表对该伺服分度装置进行了测试和分析,表明该装置可以应用于二维转鼓的超精密飞切加工。     

超精密平面飞切机床关键技术研究

研制了一种用于KDP晶体加工的平面飞切机床,该机床直线轴基于直线电动机驱动、液体静压导轨支承;刀具旋转轴采用高刚度气浮主轴+高刚度主轴旋转机构。基于高精度分辨率位置反馈+线性驱动器+PID控制算法,直线轴获得了1 mm/min速度下,0.018 mm/min的低速波动以及±0.01μm的位置精度;刀具微进给装置采用差动螺纹进给来实现,最终获得了进给分辨率1μm、锁紧后位置移动量小于1μm高精度进给。在优化工艺参数后,金刚石飞切机床加工100 mm×100 mm×10mm的KDP晶体后获得表面粗糙度Rq优于2 nm高精度指标;加工400 mm×400 mm×30 mm的铝镜后获得面形PV值优于3μm的高精度指标。     

开放式数控系统在六轴义齿雕刻机上的应用

通过对国外一些比较先进的义齿加工机床结构进行分析,在之前设计的五轴义齿雕刻机床的基础上,设计了体积小、精度高、效率高的六轴义齿加工机床,并针对此机床结构,搭建了由"IPC+UMAC运动控制器"组成的开放式数控系统.重点介绍了机床的运动结构和数控系统硬件平台搭建过程,并通过牙齿加工实验,展现了机床良好的加工性能.     

超精密径向调刀飞刀盘研制及弧形微结构的飞切实验

采用超精密飞切技术实现的脆性光学晶体材料表面的微结构功能具有重要应用。针对超精密车削机床缺乏竖直Y轴的问题,开发了一种铝制径向调刀飞刀盘,从而可以保证飞切槽形时对槽深的控制。采用差动螺旋进给机构在传统飞刀盘盘面径向设计了金刚石刀具的微调进给装置,并设计了动平衡的粗、精调功能。通过对单晶锗片表面的超精密飞切弧形槽微结构阵列的加工实验表明,该飞刀盘既可以有效相对工件表面进行对刀,也可以精确控制落刀深度;通过合理确定落刀深度,可以实现脆性晶体材料单晶锗表面弧形槽微结构的塑性区超精密飞切加工。     

基于IPC的旋转锉数控刃磨系统的开发

根据旋转锉刃磨运动模型和刃磨机床结构 ,开发了基于IPC的旋转锉数控刃磨系统。该系统使用IPC机—运动控制器—驱动器—步进电机 ,控制机床各轴运动 ,并主要通过软件进行多坐标插补 ,实现旋转锉数控刃磨加工     

等高齿干切工艺研究

随着螺旋锥齿轮加工机床、高速切削刀具的发展,螺旋锥齿轮干切加工技术得到了快速发展。通过CN等高齿产品干切加工过程试验,实现了等高齿干切加工工艺稳定应用。     

陶瓷零件快速成型机数控系统开发

在IPC+运动控制器的开放式数控平台上,结合陶瓷零件快速成型工艺加工过程,构建了硬件系统和软件系统,并进行功能模块的划分以及具体方法的实现,利用VC++语言,设计开发出针对陶瓷模具加工的开放式陶瓷快速成型数控系统.     

珩磨机控制系统设计与实现

根据珩磨机车床加工工艺原理和控制要求,设计珩磨机控制系统,实现了对珩磨机的精确运动控制。阐述了利用Cortex-M4架构的STM32开发机床控制器的设计思路以及利用主从式CAN-open工业总线构建系统通讯控制网络。     

卧式加工中心镶钢导轨结构的应用

在机械加工行业中,卧式加工中心是箱体类零件加工不可或缺的加工母机。随着制造业技术的快速发展,卧式加工中心的种类不断细分。基于机床的导轨布置形式,可以分为线轨与硬轨,适应不同行业的需求。硬轨形式卧式加工中心主要用于机床重载、重切削的加工工况,由于结构特殊性,无法实现机床各传动轴高速快移运行。为解决这一问题,满足用户需求,开发了一种应用于重切型卧式加工中心进给轴高速快移的镶钢导轨结构。介绍了这一结构的原理和组成,分析了结构特点。这一结构打破传统硬轨结构设计理念,采用新设计方式及工艺,可以实现重切型卧式加工中心进给轴的高速快移,提高机床加工效率。     

超精密飞切机床结合面虚拟材料法建模及模态优化

在超精密飞切加工中,机床自身的动态特性是引起加工表面微波纹的主导因素。为探究超精密金刚石飞切机床的动态特性及其对加工表面微波纹的影响机理,将虚拟材料法的结合面建模方法引入整机动力学模型中。进一步地,利用有限元分析软件进行整机的模态分析及优化。结果表明:相较于传统的弹簧-阻尼模型,该模型具有更高的综合精度。同时模态分析表明,机床固有频率为268 Hz的第五阶模态对加工尤为敏感,而通过适当增加结合面的结合刚度,可优化机床模态进而消除波纹提高表面质量。     

石材曲面制品集成制造技术研究与开发

研究开发了石材内外曲面制品的加工工艺及其加工机床。该工艺简便实用，机床结构合理，采用普通工具即可实现石材内、外曲面的加工，尤其适于加工外墙用大型曲面制品。     

超精密飞切加工表面微波纹分析研究

超精密飞切加工技术被广泛应用于大口径软脆性平面光学元件的加工,并获得了优质的最终表面,但是加工后检测发现其最终表面微观形貌存在沿切削方向的波纹,这些微波纹对于元件的光学性能有不利影响。通过对机床主轴系统进行仿真分析,发现与条纹频率接近的模态,进而改变飞切机床主轴的结构,研究了刀盘结构对飞切加工表面微波纹的影响。并采用小波分解对表面特征进行提取验证。结果表明:主轴结构对表面微波纹的产生有重要影响,改变主轴结构后加工表面微波纹的形成受到大幅抑制,平面光学元件的微观表面质量得到提高。     

基于飞秒激光的固体危化品切割机床设计与开发

设计开发了基于飞秒激光"冷"加工技术的固体危化品切割机床,通过切割工艺分析,计算了机床关键设计参数,给出了机床总体结构和分系统方案,通过开展切割工艺试验,验证了机床设计的合理性与有效性。     

轴齿轮高效复合柔性加工机床研究

随着轿车和新能源汽车变速箱需求增加,对轴齿轮的加工提出了更高要求。研究了轴齿轮高效复合加工机床,组合了传统的轴齿轮热前加工工艺,将轴齿轮加工的全部工艺集成在一台机床内,对工件进行一次装夹,完成所有工艺加工过程。采用了床身立柱一体化设计理念,通过应用高速干切技术和柔性配置功能,大大提高了机床的加工能力和生产效率,实现了轴齿轮高效、高精度、绿色环保的加工需求。     

基于Pro/E和VERICUT的数控加工仿真

零件程序的检验方法有两种,一是让机床"空运行",二是"试切".这些只能对机床运动是否正确及有无干涉、碰撞做粗略估计且效率低.用Pro/E来实现对零件的自动编程和加工参数优化,然后用VERICUT进行加工仿真.通过对零件加工刀具轨迹和机床运动的加工仿真,可直观地看到NC程序中刀具路径的刀具动作和材料切除,验证加工质量和正确性,同时也直观地看到设计中产生的错误和加工过程中的冗余动作,有助于NC程序和加工工艺的优化.     

超精密飞切加工机床刀盘结构分析与优化

飞刀切削是一种重要的超精密加工手段,机床采用大刀盘可以飞切加工大口径平面元件,比之车削方式具有一定优势,但直径变大后,刀盘外侧在旋转时的加速度随之增大,并使刀盘产生变形,影响机床加工精度。文中通过有限元仿真,计算了某型机床上大刀盘在不同转速下的变形关系,以及这种变形对飞切加工表面的影响,并设计实验对仿真结果进行了验证。最终,针对大刀盘变形的影响原因,进行刀盘结构分析与优化,提出刀盘结构的改进方案,可以大幅度抑制刀盘变形,提高机床加工精度。     

基于车铣复合中心的飞环工艺优化设计与应用

以汽轮机上的飞环为研究对象,自制接长中心钻,优化飞环加工工艺。优化前采用普通机床与立式加工中心组合的多工位多次装夹,优化后采用一次装夹的工艺方案,实现了加工工序集中,提高了加工柔性,大大缩短了生产时间,节约了加工成本。利用CTX1250TC车铣复合加工机床的优点,有效提高了工艺系统的刚度,增加了切削用量,并实现了专用铣刀对复杂曲面的高效精加工,加工效率和零件几何精度显著提高。该加工方案可为其它同类型零件的生产制造提供加工技术参考,有一定的推广应用价值。     

高精密微细切削加工机床的研制

微细切削技术的发展离不开微小型化机床设计和制造技术的发展,然而微细切削加工的高精度对微细切削机床的性能和设计提出了更高的要求。因此,针对微细切削机床设计和研制的特点,自主研发了一台微小型切削加工机床,该机床可应用于微细车削、刨削、飞切等加工方式。其设计理念是,利用大理石气浮导轨结合精密直线电机技术,提高机床的精度和加工稳定性。     

基于西门子840D数控系统的加工工艺实现

利用西门子HMI开发包,开发了OEM应用程序,植入机床原有数控系统中,生成并执行G代码,实现了指定加工工艺.介绍了用户界面的实现、加工工艺的实现和OEM程序的集成.     

北一机床攻克航空钛合金S形件试切难关

正航空业制造因为其加工精度高、加工工艺难、机床稳定性要求强,一直以来鲜有国内机床厂家进入。北一机床承担的国家04重大专项第一批课题《钛合金复杂梁框类构件五轴加工机床与工艺》的攻关项目,其关键技术在于S形件的试切,这是航空工业最新的国际标准,对于机床的性能要求非常的