基于模糊故障树的数控龙门铣床加工误差分析与试验

针对数控龙门铣床加工中出现的平面度误差问题进行研究与改进,分析工艺系统因素产生的误差,建立加工平面误差的模糊故障树,通过下行法对其进行简化分析,定性分析影响加工平面度误差的最小割集,运用模糊隶属函数定量分析顶事件的发生概率及底事件的发生概率重要度,确定主要因素为工作台形位误差、定位元件误差、热变形等。使用激光测量技术对安装的工作台平面进行矩形布点测量,根据采集数据建立基于最小二乘法的数学模型,运用Matlab软件定性分析平面度的评定,并对超差区域进行改进,最终实现了机床装配与使用要求。     

熔模精铸加工基准面的压型设计

图1所示零件,直接由熔模铸造铸出A、B两加工基准面,这两平面的平面度误差对零件的加工精度影响很大。 原模具A、B两平面由中模(一)、 (二)、(三)三块拼合而成,由于模具的加工装配定位误差,平面度误差很大,致使铸件不能直接用该平面作为加工基准面。为减少机加工工作量,直接铸出A、B两加工     

机床导轨形位误差不确定性对加工误差的影响

为了研究在机床设计阶段导轨零部件形位误差的不确定性对加工误差的影响,提出了基于机床导轨形位误差不确定性的运动误差等效分析方法,并采用多体系统理论建立导轨形位误差与机床加工误差的不确定误差模型。首先采用区间参数和小位移旋量描述了导轨的形位误差,并采用蒙特卡洛(Monte Carlo)模拟方法进行不确定模拟仿真,获得满足约束的形位误差分布。基此,将不确定的形位误差等效为滚动体的弹性变形,建立运动误差的求解模型,进而结合多体系统理论实现机床加工误差的不确定分析。最后,以某加工中心为例,基于提出的方法分析了不同的形位公差下机床加工误差的分布规律,结果表明加工误差与机床导轨的平面度公差几乎呈线性变化,且平面度公差影响程度大于垂直度公差和平行度公差。     

平面度误差检测方法的研究

介绍了平面度误差的几种常用检测方法及其特点,并针对其存在的问题,提出了一种在线检测平面度的测量方法.采用此方法可以有效地缩短测量时间,降低测量成本,提高加工和检测的自动化程度,同时也可减轻工人的劳动强度.     

超精密平面度在线检测方法研究

磨削问题过实验,效性。介绍了一种用最小二乘逐次两点法对超精密平面度进行在线检测与误差分离的方法;针对平面光学玻璃设计了一套在线测量系统,所提出的方法可以精确而快速地分离出被测平面移动的导轨运动误差,通验证了该测量方法能在机床上直接测量工件的平面度误差,消除基准误差,从而保证实现在线测量的有     

超精密飞刀铣削主轴位姿影响分析及实验研究

针对超精密飞刀平面铣削中主轴空间位姿倾斜量对工件平面度的影响问题,建立了主轴空间位姿与工件平面度的对应数学模型,由仿真结果可以确定工件平面度与主轴空间位姿的定量关系。根据工件平面度对应的主轴空间位姿精度,提出了主轴空间位姿精确快速测量和调整方法。采用直径为50 mm的Al6160工件进行了实验,在完成主轴位姿测量和调整后,工件平面度由2.28μm提高到了0.86μm。实验结果表明:在空间主轴位姿数学模型基础上,通过在位测量方法定量确定位姿误差,可有效提高加工精度,将工件面形提高到亚微米级水平。     

基于球杆仪的立式加工中心圆度的测试与分析

针对立式加工中心空间圆度误差进行测试分析。采用Renishaw的QC20-W双头球杆仪对某立式加工中心进行了空间误差的检测,圆度误差检测在不同进给速率下进行,检测包含了X-Y,Y-Z和Z-X平面内的圆度误差。同时,对误差的来源项进行分离,并统计了其分别在整个圆度误差中所占的比例。结果表明伺服不匹配、垂直度误差、横向间隙等误差占据了加工圆度误差的主要部分,其中伺服不匹配造成圆度误差随进给速率线性增加,并使得整体圆度误差随进给速率近似线性增加。     

基于Matlab的平面度误差最小区域法评定

平面度是形状公差的主要项目之一,其误差的测量与评定在几何量测量中有着重要的意义.分析了常用的近似评定法(三点法、对角线法、最小二乘法等)存在的局限性,根据最小区域法的定义,给出了基准平面方程及平面度误差评定目标函数数学模型的建立方法,并举例说明了采用Matlab进行平面度误差的计算.结果证明该方法利用Matlab只需要进行简单的矩阵运算,具有简单实用的特点.     

彩色快速成形制件着色误差分析

为了提高快速成形原形均匀着色效果,减小着色误差,通过激光束扫描实验研究,对彩色成形加工过程中产生着色误差的因素进行了分析,对制件平面度误差与树脂表面着色颜料的流动性之间的关系以及加工工艺的影响因素进行了研究,确定出提高着色精度的措施。     

基于平面砂轮的面齿轮数控切、磨齿技术

传统上面齿轮的加工都是基于小齿轮与其啮合的模拟,导致刀具没有通用性,加工过程复杂,针对这一问题,借助数控技术,提出了采用平面刀具加工面齿轮的方法。首先论述了平面刀具的设计、平面刀具展成加工面齿轮的原理,并结合格林森的技术,提出了平面刀具加工面齿轮所需运动配置。其次通过数学推导,建立了平面刀具加工面齿轮的数学模型,并进行了数控转换。最后对平面刀具加工面齿轮的理论方法及其数控方法进行了仿真模拟,模拟表明:采用平面刀具加工面齿轮可获得理论齿面,其数控加工方法的齿面误差可小达2.56μm。     

基于层叠式夹持超薄蓝宝石晶片双平面加工实验研究

目的 针对超薄蓝宝石晶片的双平面加工,研究基盘表面高度差对工件平面度的影响,确定双平面加工超薄蓝宝石晶片的有效性.方法 通过多种方式得到具有不同表面高度差(高度差分别为5.3、9.8、19.9、29.7μm)的基盘,利用层叠式夹持方法对超薄蓝宝石晶片进行夹持(厚度0.17 mm)并进行双平面加工,获得不同高度差下的工件平面度.分别采用层叠式夹持方法及石蜡粘接的方法对超薄蓝宝石晶片进行双平面加工,通过对比实验验证层叠式夹持方法的有效性.结果 在4种不同表面高度差下加工的超薄蓝宝石晶片,其平面度随着高度差的增大而增大,但其增大的趋势远小于基盘平面度变化的趋势.层叠式夹持方式及石蜡粘接方式均可实现超薄蓝宝石的双平面加工,两者相差较小,层叠式夹持方式最终可获得表面粗糙度Ra=1.4 nm、平面度PV=0.968μm的光滑表面.结论 基盘表面高度差应不低于超薄蓝宝石晶片的目标平面度,层叠式夹持方式在加工效果上与石蜡粘接方式相当,但单位时间内的加工效率高于石蜡粘接方式,具有较好的工程应用前景.     

用Excel求解平面度误差值

平面度误差的控制是零件加工过程中的一个重要环节,其计算数据处理过程复杂,结合常用软件EXCEL进行了基准面转换,可以很方便地用各种方法求解出实测平面的平面度误差值,从而大大地简化了这一过程。     

大型平面平面度误差的可视化数据处理

通过对平面度误差评定的4种常用方法的分析,利用MATLAB语言强大的数值计算和绘图功能,编写出基于水平仪和光学自准直仪的大型平面平面度误差检测程序.检测人员只要从界面上输入测量数据、仪器分度值及桥板跨距,选择数据处理方法,便可直接得出平面度误差值,并绘出直观形象的三维模拟图形.实例证明,该软件算法正确,操作简便,界面友好.     

三坐标测量机工作台面的检定及补偿

三坐标测量机广泛用于机械零件的检测,它的精度直接影响着被测工件的精度.文章利用千分表和四等量块对光电非接触三坐标测量机工作台面上的20个点进行了检定,实验结果显示工作台面与XOY移动平面的平行度超出了误差范围.作者采用误差补偿的方法,先设定补偿平面上的一点,再求出通过该点分别与XOZ和YOZ平面相平行的直线与XOY平面的夹角,根据设定点及两个夹角确定补偿平面,最后求出补偿后的工作台面与XOY移动平面的平行度在误差范围之内,从而使工作台满足设计要求.因而证明了误差补偿是一种有效的提高机器精度的方法.     

新型三自由度平面并联末端执行器设计及其性能分析

针对飞机机身加工中传统手工钻铆工艺形成的结构疲劳性能低,易产生人为因素误差,以及钻铆机器人多为串联机构,加工精度不够高,极大影响了结构的质量,提出新型三自由度平面并联末端执行器,适用于平面曲线钻铆加工,保证加工位置精度,首先设计7种同类型三自由度平面并联机构,分别为RPP、RRP、RRR、RPR、PPR、PRP和PRR,选择灵活度较高的RRR进行机构逆解运动学分析,其次分析机构的奇异性,分析其运动空间,最后给定加工轨迹进行加工仿真测验,提出7种采用统一设计构件搭建的不同机构模型,为了提高钻铆加工精度及钻铆位置精度,使其应用性广泛。     

细长梁数控侧铣加工变形的预测、补偿与验证

针对铸造钛合金ZTC4材质的弱刚度细长梁结构件加工变形问题,借助有限元仿真方法对该加工过程进行分析,并根据仿真预测出来的零件变形量数据,结合镜像补偿加工的方法完成了试验验证。通过建立细长梁数控侧铣加工的三维有限元仿真模型,预测出零件本体在不同位置处的变形量范围,并以此为基础利用数控铣床进行试验验证。结果表明,无补偿的加工方式零件的表面质量差,而补偿加工后的零件表面,其平面度和直线度误差都有较大幅度的降低,下降幅度分别为17%和33%,从而确定了补偿加工的方式能够有效降低该弱刚度结构件的形状误差,提升其加工精度。     

基于均方根和相关熵的测量数据筛选及应用

针对某型缸盖凸轮轴轴承盖非连续安装面整体加工平面存在常值性系统误差的问题,对30件同一铝合金缸盖工件平面度测量数据的均方根误差和相关熵估计进行统计分析;利用面型的评价标准,对平面测量值进行筛选,识别出能够反映整体常值性系统误差的数据。依据加工轨迹,对轴承盖安装面的五列分别进行加工补偿。对同列多面采用同一补偿值进行高度补偿,根据同列各面测量数据相对于最小二乘平面的波动大小分配每个面的补偿权重系数。实验结果表明,用此方法进行加工补偿后,发动机凸轮轴承盖安装面的整体偏差减小60%,加工精度得到显著改善。     

电火花线切割粗加工拐角策略研究

由于电火花线切割加工用电极丝并非刚体,加工过程中受外力影响,导致电极丝的挠曲与振动,从而造成拐角加工精度的降低.通过调整加工参数与轨迹补偿相结合的方法,来提高拐角加工精度.通过轨迹补偿的策略能使任意期望平面的拐角加工误差为零,而加工参数调整的策略能使在任意其他期望平面的拐角误差在允许的范围之内.     

平面螺旋线材的成形技术研究

金属线材成形零件种类繁多,其加工成形受到几何参数变化、材料特性等不同因素影响,致使加工精度难以准确控制。针对平面螺旋线材零件的圆弧半径变化现象提出了一种基于迭代思想的误差修正方法。通过分析加工对象的几何特性,建立了线材成形半径、弯曲角度以及线材送料长度三者之间的几何关系模型,建立了加工时送料轴与推弯轴的函数关系;以等半径线材圆弧零件的成形工艺为例,提出了平面螺旋线材的半径误差修正方法,并进行了试验加工,该方法能够有效提高线材加工精度。     

基于LSSVM的磨加工主动量仪圆度误差在线评定方法研究

圆度误差作为重要的几何误差指标直接影响机械零部件装配精度和使用寿命,面向智能制造的在线测量对圆度评定方法的快速性、准确性提出了更高的要求。针对在线圆度误差评定,结合磨加工主动量仪提出一种基于最小二乘支持向量机（LSSVM）的最小区域评定方法。LSSVM采用误差的二范数和等式约束代替了传统支持向量机中的误差和不等式约束,将二次规划问题转化为求解线性方程,降低了计算的复杂度,有效提高了求解速度。通过对比单纯形算法、遗传算法、支持向量机和LSSVM四种算法的圆度误差评定结果,验证了基于LSSVM的圆度误差最小区域评定方法的准确性和可行性,发现它在处理庞大提取数据时的高效性,可实现磨加工主动量仪在生产过程中对圆度误差的在线评定,提高加工效率。