高速数控磨床的设计及控制系统分析

利用PMAC（Programmable Multi-Axis Controller）-PC作为核心控制器,设计集成了一台新型高速精密磨床.该磨床选用陶瓷球轴承电主轴作为高速主轴系统,利用直线电机作为高速精密进给系统.通过直线电机的定位精度实验及高速磨削电主轴振动实验研究,以及控制系统的仿真分析,证明了该集成系统的可行性.     

3MZ204CNC全自动内圆磨床设计原理

1　概述内圆磨床的磨削孔径限制了砂轮尺寸及相应的工艺系统结构的几何参数 ,也就限制了工艺系统刚性。为提高磨削效率和磨削质量 ,就必须大幅提高磨削速度 ,即高速磨削。由此产生了高速主轴轴承制造、应用装配和高速下的振动及动平衡等一系列技术要求。轴承套圈内径公差严格 ,在大批量与高效率生产的条件下 ,难以用定程法控制尺寸 ,必须配用各式主动测量系统 ,从而增加了内圆磨床结构及运动的复杂性。套圈的其他工序的自动磨床一般只有 7～ 1 2个工步及相应运动 ,而自动化内圆磨床则要 1 2～ 1 8个工步及相应运动。目前 ,国内套圈内圆磨床…     

磨削力对HIPSN陶瓷磨削亚表面裂纹的影响

采用金刚石砂轮是磨削热等静压氮化硅(HIPSN)陶瓷最常用的加工方法,但是被磨零件亚表面常常伴随裂纹、崩碎等加工损伤,因此研究裂纹扩展一直是工程陶瓷的热点问题。对磨削加工后的HIPSN陶瓷亚表面裂纹进行探究,分析其在磨削加工过程中产生裂纹的原因以及去除机理,研究结果表明在磨削过程中对裂纹进行适当的控制,可以提高陶瓷零件的可靠性。设置单因素实验,对不同磨削参数下HIPSN陶瓷的磨削力进行测量,通过扫描电镜(SEM)对亚表面裂纹和表面形貌进行观察,分析磨削力对亚表面裂纹的影响。实验结果表明:磨削力随着砂轮线速度的增大而减小,随着工件进给速度和磨削深度的增大而增大;当磨削力变大时,陶瓷亚表面裂纹扩展程度增加,表面形貌变差。在粗磨加工HIPSN陶瓷时,可以通过减小工件进给速度和磨削深度,提高砂轮线速度的方法来降低裂纹的扩展程度,能够有效降低后续工艺的加工时间和难度,提高表面质量。     

高速电主轴用陶瓷轴承套圈内表面磨削试验研究

采用金刚石砂轮对热等静压氮化硅(HIPSN)陶瓷轴承套圈进行精密磨削试验,通过磨削表面粗糙度和扫描电子显微镜(SEM)照片,分析不同磨削参数对工件磨削表面质量的影响,获得陶瓷轴承套圈内表面精密磨削加工的最佳工艺参数.试验还进行了磨削过程中磨削力的测试和比磨削能的计算,分析了陶瓷材料的去除机理.     

高速磨削用陶瓷轴承电主轴单元的动特性分析

电主轴的结构设计、动态特性在很大程度上决定了高速磨削加工的精度和效率.本文针对高速磨削用陶瓷轴承电主轴进行了动态特性的研究和主轴结构的优化,用传递矩阵法对其动力学性能进行了计算分析,并利用有限元分析软件ANSYS对实验用陶瓷轴承电主轴进行了动特性分析,结合PNAC控制下高速精密磨削实验系统进行了陶瓷轴承电主轴的振动性能实验.     

磁悬浮轴承内圆磨床电主轴及其控制

为了解决内圆磨床电主轴用磁悬浮轴承控制系统工业应用的问题 ,利用线性二次型最优控制理论设计了模拟PID控制器 ,通过MATLAB软件仿真研究和实验 ,实现了磁悬浮轴承内圆磨床电主轴的实验室运转。又进行了工厂环境下的应用实验 ,结果表明 ,内圆磨床电主轴用磁悬浮轴承控制系统在主轴转速、运转精度、磨削刚度和稳定性等方面已经初步满足工厂应用的要求。附图 5幅 ,参考文献 2篇。     

陶瓷轴承电主轴在高速精密磨床中的应用

高速精密磨削要求主轴达到很高的转速,同时对零件加工精度的要求也越来越高。而陶瓷轴承电主轴自身所具有的优点,满足了高速超高速精密加工主轴转速的要求。本文通过本实验室集成的开放式高速精密磨床,介绍了电主轴的PLC控制,并通过主轴振动实验说明了陶瓷电主轴在高速精密机床上应用的优越性。     

80年代国外轴承套圈磨床基本情况

轴承套圈磨床是指用于磨削轴承内圈沟(滚)道、内径和轴承外圈沟(滚)道的专用磨床;根据其磨削类型,又可分为轴承套圈外圆磨床和轴承套圈内圆磨床。轴承套圈的磨削加工经历了使用不同加工方式的几个历史阶段。40年代以前,采用普通内圆磨床磨削套圈内径,用摇摆式磨床磨削内、外套圈沟道,这种生产方式效率低,精度差。50年代,开始逐步发展了切入式的轴承专用内圆     

基于Pro/E的数控轴承内圆磨床磨头座有限元分析

1.工艺分析（1）3MZ203D数控轴承内圆磨床是一种磨削轴承内圈内径的高精度磨床,用于磨削加工P4级精度的角接触球轴承、深沟球轴承。其中砂轮侧工作台部件的三维模型如图1所示。套圈的磨削方式为：通过安装在高速旋转电主轴上的砂轮接杆带动砂轮高速旋转,往复运动的工作台带动砂轮沿套圈内孔轴向往复运动。     

基于PMAC时基控制的椭圆形零件的高速精密磨削

文章就实现椭圆形零件的高速高精密磨削的问题,提出了采用PMAC时基控制的实验方法.用开放式控制器PMAC对机床高速进给单元及电主轴进行控制,并以此集成了一套磨床数控系统.以磨削椭圆形零件为例,在此磨床上进行了椭圆形零件的磨削加工,得出了良好的实验结果,为解决非圆零件精密磨削提供了一种实用方法.     

砂轮接杆对陶瓷电主轴单元动态性能的影响

随着产品加工不断向高精度、高刚度、高速度方向发展,对机床主轴部件的动态特性要求也越来越高,因此对机床主轴部件动态特性分析也显得越来越重要。实验室采用陶瓷球轴承作支承的电主轴做高速精密磨削。在磨削过程中,陶瓷电主轴单元的性能直接关系到主轴能否实现平稳高速、精密加工。砂轮接杆虽然尺寸结构简单,但是对电主轴的动态性能影响很大。文中针对基于PMAC-PC控制下的精密磨床,通过不同转速下电主轴振动信号的傅立叶(FFT)谱,分析了砂轮接杆对陶瓷轴承电主轴单元动态性能的影响。     

数控研磨机研磨去除量的在线监控系统试验研究

将光栅测量系统和数控技术用于高速研磨机上,从而给研磨机增加监控功能,这是新型高速研磨机的发展方向。光栅测量系统具有数字化、精度高和安装方便等优点,故选用光栅测量系统测量压头的位移,并利用计算机实现相应的控制。介绍了光栅测量系统的组成、工作原理及主要技术参数,并对数控研磨机监控装置的组成和监控原理进行了分析,对高速研磨机的设计优化具有参考价值。     

基于PLC的阶梯轴精密磨削柔性控制

根据阶梯轴纵磨法的磨削加工过程,设计了以PLC为控制器,以热压氮化硅陶瓷轴承电主轴为砂轮主轴单元的高速磨削系统,采用球顶尖作为工件支承,实现阶梯轴磨削后的圆度误差在线测量。成功的利用了PLC的E点控制和原点返回控制功能,实现阶梯轴磨削过程的柔性控制。实践证明,此种方案加工精度高、生产效率高、灵活性好。     

用于非圆表面磨削加工的高速数控磨床设计

利用PMAC（Programmable Multi-Axis Controller）-PC开放式数控系统作为核心控制器，设计集成了一台新型高速精密磨床。探讨了直线电机的伺服控制技术和电主轴单元的设计制造等问题；通过高速磨削实验研究，分析了整机的动态性能；应用PMAC时基控制法，实现了对椭圆零件的高速精密加工，为非圆截面工件的精密磨削加工提供了好的解决方案，推动了高速磨削加工新技术的发展。     

开放式数控磨削加工系统中直线电机的应用研究

对高速、超精密加工来说，传统的进给系统已难以满足要求。近年来，直线电机作为一种新型直接驱动进给装置得到广泛应用。简单介绍了直线电机的基本原理，并利用开放式控制器PMAC(Programmable Muhi—Axis Controller)集成了一套磨削加工系统，在利用PID 前馈控制法对直线电机控制性能研究的基础上，实现了直线电机的微量往复进给运动，为推动直线电机及PMAC在高速高精度数控机床中的应用打下了基础。     

挤压液膜阻尼器在精密孔磨削中的应用

采用液膜阻尼技术研究精密孔的加工,按照达朗贝尔原理建立了液膜阻尼砂轮主轴运动微分方程,对挤压液膜阻尼器作用下的砂轮主轴中心运动轨迹进行了仿真,基于仿真结果设计了带挤压液膜阻尼器的内圆磨床砂轮主轴并进行了磨削试验。试验结果表明,设计合理的挤压液膜阻尼器对砂轮主轴具有优良的减振作用,可使砂轮主轴的振动减小30%～45%、精密孔的加工质量提高10%～20%、机床的工作效率提高15%～25%,在机械加工领域具有十分重要的研究价值和广阔的应用前景。     

一种新型油膜阻尼内圆磨床砂轮主轴

介绍了一种带挤压油膜阻尼器的新型内圆磨床砂轮主轴,该种砂轮主轴具有优良的抗振性能,可使精密孔的加工质量提高15%以上,在机械加工领域具有十分重要的研究价值和广阔的应用前景。     

STUDY ON A NEW TYPE OF THROWAWAY SOFT GRINDING WHEELS

In accordance with the difficult problems of belt cross vibrations and effects of belt tension on machine spindle precision in abrasive belt grinding, a new soft grinding wheel is put forward, which is provided with the advantages of belt grinding and can be installed directly on the grinding machine spindle substituting for common grinding wheels. The new soft grinding wheel does not need any ancillary facilities and dressing devices in grinding. With analyzing error of wheel and grinding experiment, the highefficiency grinding characteristics grinding hardbrittle materials has been obtained.