主轴动态精度测试与分析

主轴动态误差对加工精度有至关重要的影响,针对主轴动态误差进行了试验与分析。介绍了主轴动态误差的概念,采用主轴动态误差分析仪对主轴动态误差进行了采集,采集的数据包括主轴径向平均误差、径向异步误差、轴向平均误差、轴向异步误差以及轴向最小间隙。对某型号同类型三台立式加工中心分别进行了多转速情况下的测量,对比并分析了三台立式加工中心的测量结果。在转速为7 500 r/min时,三台立式加工中心径向异步误差分别为70、15、15μm;在转速升至6 000 r/min之后主轴最小径向间隙均有较大提升。试验结果表明:主轴动态精度受到机床工况和转速共同影响;在高速转动情况下,主轴径向最小间隙增大明显;加工时要根据工况合理安排转速,以保证加工质量。     

强力剐齿主轴变形对加工精度的影响分析北大核心

针对力致主轴变形影响齿轮加工精度的问题,基于梁弯曲变形理论,建立主轴剐削变形模型,分析了主轴变形对中心距误差和轴交角误差的影响。基于齐次坐标变换理论和剐齿加工原理,建立剐齿加工的力致误差模型和齿轮法向齿廓误差模型,研究了中心距误差、轴交角误差和不同方向主轴变形对齿轮法向齿廓误差的影响情况。研究结果表明,主轴变形会导致轴交角误差和中心距误差,进而引起切削过程中齿轮左右齿面的欠切和过切。其中轴交角误差和中心距误差随背吃刀量和进给量的增大而增大,轴交角误差对背吃刀量变化更敏感,中心距误差对进给量变化更敏感。     

某型数控机床主轴系统回转误差动态测试研究

高速主轴的回转误差运动直接影响到被加工零件的加工精度与产品的使用寿命。为了对数控机床的加工性能进行合理评价,分析了同步径向误差运动与工件圆度以及异步误差运动与工件表面粗糙度之间的关系,并采用美国Lion Precision公司开发的主轴误差分析仪对某型数控机床的主轴系统进行回转误差及漂移的测量,根据测量结果对所测主轴加工性能进行评价,为实际生产加工提供了参考。     

一种主轴回转误差测量方法的研究

主轴回转误差是影响机床加工精度的重要因素,针对主轴回转误差的产生和测量方法进行分析和研究。在此基础上,采用了一种优化算法——线位移四点法矩阵算法对主轴回转误差进行分离,来代替传统傅里叶变换实现圆度误差分离。采用最小二乘法和圆图像误差值对分离后的主轴回转误差进行评定。对测量数据进行处理,得到的结果精度较高,可以对主轴回转误差实现有效分离。     

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。     

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。     

精密主轴动态回转误差的实验研究

主轴系统的动态回转误差对精密机床的加工精度有重要影响,通过误差测试、查找误差源可进一步提高机床加工精度,同时为下一代的产品研发提供数据支持。对主轴回转误差的产生原因及不同形式回转误差对镗床各项加工性能的影响进行了讨论,采用可量化指标评定主轴动态回转误差。以某型号精密卧式坐标镗床主轴为实验测试对象,测试分析主轴系统的径向固定、旋转敏感度、轴向固定敏感度及倾斜敏感度等性能参数随转速的变化情况。结果表明:主轴的回转误差受转速的影响,在空载、高速运转状态下较明显,需根据实际零件加工精度需要,选择合适的加工速度。     

液体静压主轴回转精度测试方法的研究

在分析现有主轴回转精度测试方法的基础上,研究了一种两点法主轴回转精度测试方法。该方法首先在主轴空载条件下,采用"标准球法"测得主轴回转误差,采用"垂直布置两点法"在主轴轴颈上定点采样,从采样数据中减去对应位置的主轴回转误差,得出主轴圆度误差;然后在主轴加工条件下,利用第一步中的"垂直布置两点法"在主轴上定点采样,从实时采样数据中减去第一步测得的主轴圆度误差,最终得出主轴加工条件下的动态回转误差。结果表明:提出的两点法主轴回转精度测试方法是有效可行的。     

融合机床加工特性的主轴回转误差预测

针对机械制造装备主轴精度补偿问题,研究一种融合机床精度和加工参数的主轴回转精度预测方法。为获取主轴回转精度指标,研究基于多点测量的主轴实际回转位置测量方法,利用最小二乘法求解主轴端面跳动的最大圆、最小圆和最优圆,进一步得到端面圆度的极大误差和极小误差。建立BP神经网络模型,融合机床精度因素、加工精度因素获得输入指标,将极大误差、极小误差和其余实测指标作为输出指标,训练神经网络,获得网络权值。验证机床主轴回转预测精度,实验结果表明:已训练的网络预测偏差为0.5%。考虑机床本体精度和加工参数的误差预测结果可指导工程技术人员进行机床选型,根据不同加工要求选择最优加工方式,提高加工质量。     

雕铣机主轴热误差分析及解决方法

主轴的热稳定性是影响机床加工精度的关键性因素之一.本文详细分析了主轴温度变化与热误差的关系,及主轴的热伸缩量与开关机时间的关系,利用激光干涉仪进行测量补偿.从而解决了主轴的热伸长问题,保证了机床加工的稳定性.     

刀具回转型机床主轴径向误差运动的分析及其评定

刀具回转型机床主轴径向误差运动的分析及其评定烟台大学李宝丽，王晓东主题词：机床，主轴，误差运动机床主轴系统的回转误差运动对零件的加工精度和表面粗糙度有着直接的影响，因而，对其测量和评定方法的研究一直受到国内外的普遍重视。研究机床主轴回转误差运动的目的...     

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。     

镗削中镗刀最佳安装角度的确定方法

本文从研究镗床主轴回转误差运动出发,推导出镗削加工中镗刀安装角与镗削截面廓形的定量关系,从而可以优选安装角,以获得最佳的加工效果。这一做法的实质是:镗刀安装角的改变,使镗削中的动态切削力矢量相对主轴(主轴误差运动矢量)的方位变化,在最佳方位时将产生良好的镗削加工效果。实际应用中可以通过主轴回转误差的测量和评定来实现最佳安装角的选择。     

非圆仿形车削加工误差补偿系统

针对目前广泛使用的非圆零件硬靠模车削加工柔性差、加工效率低的缺点,提出了两种对工件的加工误差进行补偿的方法。该误差补偿系统能够补偿由靠模磨损引起的误差、机床主轴的回转误差、机床热误差等确定性误差、由刀架和各种随机误差引起的刀具的位移误差。该误差补偿系统可在一定程度上有效提高非圆仿形车削的加工性能。     

精密加工中心主轴热误差测量技术的研究

热误差是影响精密加工中心加工精度的主要因素之一,因此减小热误差对提高加工中心的精度至关重要.通过对热误差进行检测、建模,可以从一定程度上消除热误差对精密加工中心的影响,提高加工精度.文章以精密立式加工中心VDM55为研究对象,在分析热误差来源及形式的基础上,利用研制的温度和热误差检测系统,测量了加工中心主轴温度场和热误差.该测量系统具有成本低、测量精度高、结构简单的特点.通过合理设计的热误差测量实验,获得了真实有效的主轴热误差数据.测量数据的分析结果表明,该方法对研究机床热误差规律和建模具有很大的应用价值.     

基于模糊C均值聚类法和多元线性回归理论的铣床热误差研究

为了降低铣床主轴旋转受温度影响而产生的位移变形量,提高铣床对零件的加工精度,采用了模糊C均值聚类法和多元线性回归理论对铣床主轴的热误差进行建模,实现铣床主轴加工误差值最小化;分析了模糊C均值聚类法筛选最优值的迭代过程,对铣床上不同位置的测量温度值进行分组,筛选出每组的最优温度值;采用多元线性回归理论,对铣床热误差理论预测模型进行了推导,通过实验验证多元线性回归理论所创建的热误差预测模型。实验结果表明:补偿前,铣床主轴Y方向和Z方向受温度影响产生的热误差最大值分别为45.0μm和28.0μm;补偿后铣床主轴Y方向和Z方向受温度影响产生的热误差最大值分别为3.2μm和3.8μm,误差范围都在4μm以内。采用模糊C均值聚类法和多元线性回归理论对铣床热误差进行补偿,铣床主轴运转受温度影响所产生的误差明显降低,从而提高了主轴定位精度。     

滑枕综合热补偿研究

新设计的滑枕热伸长补偿机构消除了滑枕达到热平衡之前因热变形造成的瞬态热误差。通过试验,测出机床达到热平衡后主轴的温度误差和机床对应的温度场,并利用最小二乘法拟合出该误差和温度值之间的数学模型,将数学模型输入数控系统中进行机床主轴的稳态热补偿,即温度误差补偿。这两种热补偿相结合的方式进一步提高了机床的加工精度,保证了数控龙门柔性生产线各种零件的加工精度要求。     

基于总线的数控系统嵌入式热误差补偿实现方法

热误差是影响机床加工精度的重要误差源。简要介绍THK6370卧式加工中心主轴热变形的测量及建模方法,详细阐述热误差补偿在基于总线的数控系统上嵌入式集成的方法,提出热误差补偿模块的软硬件设计方案,并开发补偿模块。在THK6370上进行实验验证,结果表明,加工精度提高了30%。     

基于EEMD与频域分析的主轴回转误差评定

为实现高精度机床主轴回转误差的在线测试与评价,针对主轴回转误差包含多种误差分量的特点,采用双向正交测量法检测了不同转速下的主轴回转误差.以集合经验模态分解(EEMD)和快速傅里叶变换(FFT)为误差分离的理论基础,以EEMD分离得到的固有模态分量(IMF)的波数为指标,分离并除去偏心误差和主轴变形误差;重构剩余IMF分...     

基于遗传算法的主轴回转误差评价方法

针对主轴回转误差评价问题,提出了基于遗传算法的主轴回转误差评价方法.建立了基于遗传算法的最小包络圆法误差计算模型.通过研究精密主轴回转误差特征,利用遗传算法与最小包络圆评价方法,获得了基于遗传算法的主轴回转误差评价方法,并在精密磨齿机主轴上进行实验验证与应用.结果表明,基于遗传算法的最小包络圆主轴回转误差评价方法具有良好的评价效果.