关于主轴回转精度的研究(第四部分)——镗削加工中径向回转精度的测定

作者所研制的新测量方法适用于镗孔时测量回转型刀具的径向误差运动。测量和切削试验在铣床上进行。把回转型刀具的误差运动与主轴端部的误差运动、镗孔的圆度图象及刀具的动态特性作了比较,得到下列结论:(1)镗孔时,回转型刀具的径向误差运动可用检查标准球和在镗杆上的小金属片之间的间隙而准确地测量出来。(2)在与精加工铝件相同的切削条件下,切削过程对回转型刀具的径向误差运动影响很小。但另一方面回转型刀具的动态特性则有很大的影响。     

径向槽回转切削运动学及加工误差分析

提出采用无分度运动的回转切削方法加工径向槽,建立了刀尖相对于工件的运动轨迹方程和两种理论加工误差模型(轮廓倾斜误差模型和轮廓周向误差模型),结合实例分析了中心距、刀具半径等参数对理论加工误差的影响.结果表明,采用回转切削方法加工径向槽不仅可以提高自动化程度和生产效率,而且通过合理选择中心距和刀具半径等参数,可将理论加工误差控制在允许的范围内.     

单刃镗刀

图示单刃镗刀的新结构(苏联作者发明征1093410),由于使用连续补偿切削部分磨损的方法,因而在难加工的材料上精细镗削深孔时,不但能提高镗孔的精度(如尺寸精度和锥度)和生产率,并且还能增加刀具工作时的稳定性,避免镗孔时经常出现的卡刀现象。该刀具在本体1的刀槽2内配置着扇形浮动镗刀片3,在其内设置有切削元件(切削部分)6和支承元件4与5。支承元件相对于切削元件的回转角应小于180°。刀体上还配置有导向元件7和8,用以承受切削过程中产生的切向和径向切削力。为了连续补偿切削部分的磨损,使切剖部分所形成的刃口同导向与支承元件和     

单向模拟加载状态下车床主轴回转精度的测试

本文提出了用径向加载器,在模拟径向切削力的条件下测量车床主轴回转精度的方法。得到了在精加工、半精加工范围内,车床主轴承载情况下主轴回转精度与转速与径向载荷的关系曲线。并且作了模拟加载与实际切削的对比试验。结果证明,在模拟加载条件下得到的测试结果,在一定程度上反映了实际切削时的主轴回转精度。本文还着重分析了几个典型的误差分量。实验证明:1.随转速的增加,主轴回转误差变化的趋势是明显的上升。2.切削力的变化对不同频率的误差分量的影响是不同的。但对回转误差总的幅值影响较小。3.主轴组件的振动状态和主轴前轴承的状态是影响主轴回转精度的主要因素。     

单向模拟加载状态下车床主轴回转精度的测试

本文提出了用径向加载器,在模拟径向切削力的条件下测量车床主轴回转精度的方法。得到了在精加工、半精加工范围内,车床主轴承载情况下主轴回转精度与转速与径向载荷的关系曲线。并且作了模拟加载与实际切削的对比试验。结果证明,在模拟加载条件下得到的测试结果,在一定程度上反映了实际切削时的主轴回转精度。本文还着重分析了几个典型的误差分量。实验证明:1.随转速的增加,主轴回转误差变化的趋势是明显的上升。2.切削力的变化对不同频率的误差分量的影响是不同的。但对回转误差总的幅值影响较小。3.主轴组件的振动状态和主轴前轴承的状态是影响主轴回转精度的主要因素。     

回转切削动力仪

<正>日本基斯拉公司开发的这种动力测量仪,采用非接触方式,专门用于测量回转刀具切削时刀刃上的三个切削分力(F_x,F_y,F_z)及刀具驱动扭矩(M_z)。该量仪带有用于测量上述4个参数的负荷放大器及5通道遥测元件。测量时,直接以该量仪代替回转刀具夹头,锥柄安装在     

主轴回转误差补偿机理和动力学模型研究

从补偿作用机理角度分析了主轴回转误差与加工系统之间的动态相互作用。在此基础上,着重从拉普拉斯频域和时间域分析了镗床主轴回转误差补偿切削系统的动力学特性。通过理论分析和仿真试验,得出有效补偿位移不仅受工件-主轴系统刚度和刀具刚度的影响,而且还受到切削参数,如切削重叠系数的影响。仿真和试验结果表明,SREC(主轴回转误差补偿)技术能有效地提高加工精度,在实际工程应用中是可行的。     

FA针摆传动回转精度分析

从FA针摆传动输入与输出部分分析影响回转误差的各项因素,并按摆线轮转一个齿引起输出轴的转角误差(小周期误差)和转一圈引起输出轴的转角误差(大周期误差)的不同分别考虑,然后综合分析各项主要误差因素从几何回差及动态回差对传动回差增减的不同影响,从而建立的FA针摆传动回差分析计算数学模型。     

非切削状态下加工中心主轴动态回转精度的测试及分析

以主轴动态回转精度为出发点,以两种不同类型加工中心主轴为测试对象,在非切削状态下分别进行了径向误差运动和轴向误差运动,以及热变形的测试及分析。提出了使用主轴误差分析仪进行主轴的动态回转精度以及热变形分析的方法,测试结果表明:静态误差相近的主轴,由于其结构、传动方式及冷却方式的不同,其动态精度可能存在很大差异。针对实测的加工中心主轴和整机的结构进行分析,可为机床和主轴的结构设计、误差补偿和实际加工提供技术支撑。     

切削工况下机床主轴回转精度动态预测方法

回转精度是衡量主轴加工性能的重要指标。现有的回转精度测量方法通常借助标准球并在空转条件下进行,无法计入切削载荷等负载带来的影响,难以反映主轴在切削状态下的真实精度。针对该问题,提出一种基于动力学模型的主轴回转精度动态预测方法。首先建立高保真的高速主轴-轴承系统动力学模型,并将切削力等激励载荷作为输入边界条件。然后利用测力仪测量、修正切削力,并将其输入动力学模型,实现主轴振动响应和径向回转误差的动态预测。设计并制作一套主轴回转误差在线测量装置,对回转精度预测结果进行试验验证。将不同切削工况下的仿真与试验结果进行对比分析,结果表明提出的方法能够准确预测主轴回转精度的变化规律,可以为主轴加工性能评估提供依据。     

精密离心机主轴回转精度的仿真

首先给出了气体静压轴承承载能力及刚度随偏心量变化曲线;并在此基础上应用动力学仿真软件仿真了静不平衡、主轴铅垂度误差以及二者综合作用下的精密离心机主轴运动模式及其引起的径向回转误差和失准角。研究表明,当静不平衡与回转中心在同一水平面内时,精密离心机主轴做圆柱运动;静不平衡量存在轴向偏移或存在主轴铅垂度误差时,主轴做圆锥运动,并且失准角随静不平衡量和铅垂度误差增大而增大;二者综合作用时主轴做圆锥运动,引起的径向回转误差和失准角由二者共同决定。研究结果有助于验证前人对精密离心机主轴运动模式的理论分析,并计算不同工况下径向回转误差和失准角。     

复合钻削刀具负载的建模与验证研究

针对复合钻削刀具钻孔过程负载计算误差较大,负载动特性预测精度较低的问题,对复合钻削的切削负载动态过程进行了研究。基于斜角切削理论,针对主切削刃负载和倒角刃单元负载受力分析,分别建立了主切削刃和倒角刃的等效切削模型。由于复合钻削过程的复杂性,采用数学分析和经验值相结合的方法,提出了钻削过程动态负载模型。同时考虑钻削过程中主轴径向跳动对切削性能的影响,进一步优化了复合钻削负载模型。通过对复合刀具不同刃不同切削工况的负载叠加融合,提出了复合钻削动态负载模型,并进行了仿真和实验。结果表明,考虑主轴径向跳动所建立模型相较于未考虑主轴径向跳动模型更能够准确地描述复合钻削刀具的动态负载特性,其负载误差比未考虑主轴跳动的情况减小了10%。     

切削力对钻攻中心加工过程中刀具变形及表面质量的影响研究

为提高手机外壳高光铣削加工质量,对钻攻中心在不同切削参数下切削力对刀具变形误差和表面质量的影响进行研究。建立刀具不同位置受力变形理论模型,得出刀具变形规律。利用测力仪和主轴误差测试系统,对钻攻中心的切削特性进行量化试验研究,验证刀具变形理论模型正确性。试验结果表明:切削时刀具的动态误差并不完全随着切削力的增加而增大,而是表现一定的规律性。切削力的时域信号幅值分布趋势与平均切削力的分布规律略有不同。切削时刀具的动态误差受切削力的影响不显著,而粗糙度随着切削力的增大会变差。切削力随切削用量增加而增大。     

车削精度主动控制系统与动态模型的研究

本文分析了以压电陶瓷作为驱动元件的振动切削刀具的振动特性和实现刀具谐振切削的电路匹配,分析了主轴误差补偿方法的特点,提出以振动切削和误差补偿为基础的提高车削加工精度的主动控制系统,并建立了该系统的动态模型,推导其频率响应函数,实验证实了该方法能全面地提高工件的加工质量。     

三面静压转台回转精度干涉测量与误差处理

介绍了激光干涉法测三面静压转台回转精度的原理及测量方法,分析了激光干涉仪在回转轴运动位置精度测量中的主要误差诱因;作出了角度测量中正弦近似误差特性曲线,并建立了该测量误差的数学模型,为机床的运动精度误差补偿提供了数据。经现场检验,该方案简便易行,成效显著。     

基于CCD的装配式铣刀盘精度检测方法研究

采用接触方式对加工弧齿锥齿轮的装配式铣刀盘切削刃径向跳动进行检测时,由于接触力不定,对测量结果造成误差。把基于CCD的图像处理技术引进到刀具精度检测中,利用机器视觉技术对装配式铣刀盘进行检测。利用二值化、中值滤波、边缘检测、特征提取等图像处理技术,提高刀具的检测精度。     

车削加工仿真中刀具热变形对工件加工精度的影响

在车削加工中,使刀具产生热变形的热源主要是切削热。切削热传入刀具的比例虽然不大（车削时约为5％）,但由于体积小、热容量小,刀具切削部位的温升仍较高,硬质合金刀具刀刃部位的温度可达1000℃,刀具的热伸长量可达0．03～0．05mm,车刀受热产生的热变形将导致刀具向切削表面的径向伸长,从而使工件径向尺寸缩小,影响工件加工精度。     

多轴数控机床几何误差的软件补偿技术

论述了在“华中Ｉ型”数控系统中开发的数控机床几何误差的软件补偿技术。分析了各轴的误差元通过运动链传播的建摸问题和其对切削刀具在机床工作空间中的姿态误差的影响;建立了机床结构的每个误差元和切削刀具相对工件位置误差相联系的通用数学模型;采用激光干涉仪直接测量的方法来获取误差模型中各个误差元参数,提出了一种测量机床运动部件滚摆角的新方法;测量点的误差参数被存储在计算机内,在测量点之间采用线性插值来获得补偿点的误差参数。数控系统每８ｍｓ中断一次,读取与补偿点相关的位移和转动误差参数以及刀具的参数,利用误差模型计算刀具相对工件的误差在各个运动轴上的误差分量,该误差分量被数控系统叠加到各运动轴的指令位移上,使各个运动轴产生附加的运动,从而实现数控机床几何误差的软件补偿。对比试验表明该补偿技术能使数控机床的几何误差减小７０％。     

预载对主轴旋转精度的影响

本研究是在不同的切削条件下,通过测定装置的预载、温度和圆度精度,观察预载对圆度精度的影响。通过测量主轴的旋转精度,确定在不同切削条件下的最佳预载。机床的各种误差中,主轴的旋转精度对加工精度有着特别显著的影响,主轴径向误差运动的重要来源是由轴承非圆零件引起的轴承误差。当轴向载荷作用于轴承时,滚珠或滚柱和轴承套图被压缩,套图彼此间相对移动。由于轴承的松度和端隙的存在,小载荷也会引起显著的位移。以后由于压缩的接触面积增加,引起的偏移就不像开始那样迅速。当预先给轴承作用附加载荷时,附加在轴上的轴向运动比没有预载情…     

基于提高主轴回转精度的车床动力传动结构改进

主轴是机床的核心零件,机床主轴的精度和特性可以用来评价机床本身的精度。一般说来,主轴的回转精度是衡量一台数控机床技术参数的一个关键指标,它主要是指主轴前端和距离主轴前端一定长度的检测平面上安装工件或者刀具处的径向圆跳动量和端面圆跳动量,有时也会涉及到主轴倾角运动的变化量。回转精度通常是在无载荷的情况下,通过手动或者低速机动主轴进行测量的。