立式加工中心空间误差验证及补偿

为提高某立式加工中心整机加工精度,借助旋量理论建立完备立式加工中心空间误差模型,在此基础上实现机床空间误差有效补偿.以旋量理论为基础推导并建立机床刀具运动链与工件运动链运动学正解,分析机床21项几何误差原理,在考虑21项几何误差的基础上建立该立式加工中心完备空间误差模型;利用九线法完成各项几何误差辨识;基于旋量运动学正解求解机床运动学逆解后得出运动轴实际运动路径,并通过体对角线实验对比补偿前后的效果.结果表明:所提补偿方法补偿效果显著,验证了机床空间误差模型的准确性,实现了提高机床加工精度的目的.     

基于UG的特殊零件加工及专用后置处理器的开发

弯头管道零件两个接头部分轴线为空间异面,曲面构成复杂,加工质量难以保证。分析具体的弯头管道零件接头部分的构成,设计加工路线和数控加工程序,依据加工路线进行了数控机床的改造。对改造后的机床进行了结构分析,在后处理操作中,通过机床运动学求解及矢量转换,得到刀位点后置处理的计算方法并用TCL语言进行编程,实现了非正交机床的加工后置处理程序的编制。并成功应用于工程实际中,取得了明显的效果。     

基于热力耦合变形的机床主轴公差建模方法研究

机床主轴的公差建模很少同时考虑切削力与摩擦热耦合变形的影响,导致公差模型与工程实际存在较大差异,难以保证机床主轴加工精度的问题。为此,研究一种基于热力耦合变形的机床主轴公差建模方法。根据机床主轴的实际工况,运用小位移旋量理论表达特征的几何变动,建立主轴原始几何误差的Jacobian-Torsor公差模型;根据几何变动修正Jacobian-Torsor公差建模,增加典型配合特征的公差变动表示模型;利用ANSYS计算主轴在切削力与摩擦热耦合作用下的变形量;将结果引入修正的Jacobian-Torsor模型,得到热力耦合变形下的机床主轴公差模型。结果表明：主轴与轴承的装配间隙在径向y方向上的平动量减少0.009 mm,沿着径向的转动量减少0.000 8 mm,过盈增大,加快了主轴的磨损,影响主轴的回转精度。所设计的模型可为机床主轴的公差设计提供参考,并可预测和改善主轴的工作性能。     

立式微型数控铣床整机结构的有限元分析

为保证机床的精度满足微细铣削加工实验的要求,必须校验机床整机设计能否满足设计要求.在Pro/ENGINEER软件平台上,根据微型铣床各部件实际结构、尺寸和组成特点建立整机装配几何模型.通过理论、实验及有限元仿真相结合的分析方法,利用ANSYS有限元分析软件对所设计的立式微型数控铣床整机进行了静力学分析和动态特性分析,对整机在结构设计上能否满足加工精度设计要求进行了校验,并对今后机床整机设计提出新的方法.     

回转体内多边形旋摆加工技术研究

针对管接口多边形内孔的高效加工问题,通过对椭圆加工轨迹数学模型构建过程的深入细致研究,分析了影响内多边形加工轨迹的主要参数,探讨了利用椭圆曲线实现旋摆加工的基本思想和加工原理;在此基础上设计建造了具有2个平动坐标与2个转动坐标的内多边形数控机床样机及其相应加工工艺系统;利用该加工系统进行了实际切削操作。实践结果表明:工艺系统调整简单,易于控制;并在工件加工过程中大大地提高了加工效率,降低了加工成本。     

基于有限元分析的CNG气瓶热旋压机本体机构设计与优化

通过对CNG气瓶多道次收底旋压工艺的数值模拟,得出旋压力能参数,以此为基础设计了CNG气瓶旋压机.介绍了该机主轴机构、工作原理、模具装置结构.应用有限元模拟软件对主要零部件进行优化设计,使该机达到设计要求.实际生产应用表明:该旋压机床与国外先进水平同类机床效率相同,实现了高效率加工;加工生产的气瓶零件尺寸精度高、表面质量好,产品质量达到欧洲气瓶质量检测标准,整机性能达到国际先进水平.     

一种摆头转台式五轴机床后处理算法研究

目前国内企业普遍采用的CAD/CAM软件主要适用于三轴以下数控代码产生,而对于五轴机床一般不提供或只提供几种固定机床结构的后处理支持,为解决cAM软件对五轴机床后处理能力的不足,文中针对摆头转台式五轴机床,研究一种采用Apt语言的刀具路径文件后处理算法,通过读取文件中每一加工点的位置坐标及曲面单位法矢,利用坐标系的平移和旋转得到机床实际移动位移,并根据机床定义转换为相应G代码,最后通过实际加工验证了算法的有效性.     

齿轮加工机床的可重构特性研究

针对传统齿轮加工机床功能单一,无法满足市场上复杂多样齿轮产品加工需求的问题,提出了一种适应多样性齿轮加工需求的可重构机床,并从多方面对齿轮加工机床的可重构特性进行研究。通过对齿轮成形原理和常用齿轮产品加工工艺进行运动分析,根据FPBS模型分解理论将齿轮加工的功能需求映射到机床机械结构;结合机床结构设计的经验和规律,对齿轮加工机床的模块设计、结构配置、重构配置方案进行研究。采用Solid Works软件实现一款齿轮加工可重构机床虚拟样机的设计,并通过评价体系对重构方案进行重构效率评价。结果表明所设计的齿轮加工机床满足可重构工艺特性,且可重构率较高,配置结构设计合理,满足齿轮的单机多样化加工需求。     

旋分新概念加工机床在中国申请专利

德国维拉(WERA)公司和南京第二机床厂合作生产的旋分新概念加工机床已在中国申请专利。该机的应用范围极广，被汽车行业及工具行业大量采用，其特点如下：(1)机床采用旋分加工原理，刀具主轴与工件主轴之间的运动关系通过专用软件构成复杂的函数关系，使机床具有很高的柔性，借助于刀具系统设计，以包络曲线来拟合被加工工件形面，完成不同形状的工件加工。加工范围包括R系列沟槽类(小轴、盘齿、轴齿)，M系列型面(四方、六方、多边、结合齿)。(2)机床工件主轴及刀具主轴转速极高，可获得极高的切削速度，适合采用硬质合金刀具进行干式切…     

基于OPC UA的数控机床远程监控系统开发

介绍基于网络技术的数控机床远程监控与数据管理系统结构及实现方法。以C#语言设计并开发了一种基于OPC UA通信协议的本地机床加工监控客户端,实现了机床OPC UA服务器与本地监控系统的连接,对服务器中节点数据进行读取、写入,以订阅的方式实现对机床加工工艺参数、电流、电压和PLC信号等机床内部状态数据的实时监控;开发了监控数据库,可实现对监控数据的管理。最后采用PHP语言和ThinkPHP框架搭建了机床远程监控网站,用户可远程监控和管理机床内部状态数据。该软件具有更好的开放性,能够很好地与具有OPC UA接口的数控系统连接,能够较好地解决数控系统“信息孤岛”的问题,对提高机床智能化、数据可视化和网络化有实际应用意义。     

回转体零件的数控加工工艺性分析

以典型的回转体类零件为例,介绍零件的数控加工工艺性分析方法。根据零件的结构特点选择机床,然后进行零件的图样分析、结构工艺性分析和安装方式的选择,为后续的数控加工工艺路线的设计研究做好准备。     

基于跨齿分度法的大型齿轮齿距误差分析及补偿研究

针对成形法加工大型圆柱齿轮中的齿距误差，根据大型齿轮齿距精度的评定方法，分析机床热变形误差、刀具磨损误差及回转台分度误差对齿轮齿距误差的影响，研究齿距分度、连续分度对齿轮齿距误差的影响规律。基于跨齿分度，优化齿轮精加工工序，以降低齿距误差，并对优化效果进行试验验证。结果表明：跨齿分度法可有效降低因机床热变形、刀具磨损、回转工作台分度分辨率导致的齿轮齿距误差，较大幅度提高大型圆柱齿轮齿距的加工精度。     

PPD汽缸体顶面油孔加工专用机床方案及工艺装备设计

对PPD汽缸体顶面油孔加工提出了切实可行、合理的工艺加工方案;根据加工方案确定了工艺装备的设计和专用机床的总体方案;介绍了汽缸体顶面油孔的加工方案和夹具设计。经计算,采用立式与卧式相结合的配置形式的专用机床加工油孔具有加工效率高、加工质量好等优点。     

弧齿圆柱齿轮铣齿机的研制

在研究弧齿圆柱齿轮展成基本齿条及切齿方法的基础上,提出了弧齿圆柱齿轮切齿加工的双工位单面双铣加工方法。基于旋转刀盘加工原理,建立了弧齿圆柱齿轮齿面方程。基于双工位单面加工思想,设计了专用弧齿圆柱齿轮铣齿机,经过切齿加工验证,该机床具有加工效率高、可靠性高等优点。     

航发压气机叶片的加工仿真分析

航发压气机叶片型面及加工工艺复杂。为降低加工成本、提高加工效率,对某型复杂薄壁航空发动机压气机叶片零件进行加工仿真研究。分析叶片的结构特点,结合加工工艺路线制定原则,制定了叶片加工工艺路线,规划了刀具轨迹;根据五轴机床行程及运动特点,定制了五轴机床专用后处理器,并将刀具轨迹后处理生成了叶片加工的NC程序,同时输出加工总计用时;构建立式五轴数控机床仿真模型,对加工工艺进行仿真验证,取代实际加工试切步骤,节省生产成本和时间。仿真加工结果验证了加工工艺的合理性和后处理的正确性,为加工参数的进一步优化和加工误差分析奠定了基础。     

高精度端面齿设计与精加工研究

端面齿(鼠牙盘)具有力矩性能高、自动定心、重复精度高等特点,广泛应用在高档数控机床刀塔、回转工作台等部件之中。传统设计时采用手册中提供的近似设计方法设计端面齿,然后利用近似齿形做成盘铣刀,加工精度受到铣刀和分度头精度的限制。推导端面齿齿形的精确计算公式,并对国产数控立式磨床进行改造,为端面齿精加工提供了可行的方法。     

5轴卧式加工中心回转工作台设计与应用

大型5轴卧式加工中心机床回转工作台是机床在加工过程中驱动工件回转的部件,回转精度及可靠性直接影响机床的整体性能。针对5轴机床在联动切削过程中B轴移动的特点,选用大型可调间隙蜗轮蜗杆进行传动,传动机构配置有减速机构以增加驱动力矩,回转机构通过大型轴向径向组合轴承支撑,通过高精度光栅尺进行位置反馈,得到快速进给5 r/min、定位精度为3″、重复定位精度为1.5″的高精度回转工作台。     

整体七级叶轮五轴加工工艺设计与研究

以涡轮分子泵的七级叶轮作为研究对象,分析七级叶轮的结构特点及加工难点,制定整体七级叶轮五轴加工工艺方案。研究整体七级叶轮粗、精加工的加工路径及五轴机床后处理。在SurfMill软件中生成各加工阶段加工路径,并运用数字孪生编程技术进行加工路径仿真优化,以避免实际加工过程中出现过切或者碰撞,节约加工时间。利用在机激光测量进行实际加工,所得产品达到了目标加工质量。     

自动分度器的设计

本文介绍了一种机、电、液联动控制的铣床用自动分度器，它通用性强、分度速度快、精度高，大大降低了劳动强度、提高了生产效率．为铣床自动加工创造了条件。     

倾斜回转工作台五坐标数控机床后置处理

介绍一种旋转工作台倾斜的特殊五坐标数控机床,分析其结构和运动特点;利用矩阵变换的原理,建立该机床的运动坐标系统,推导出刀位文件的后置处理方法,给出转角和直角坐标的计算公式,并在某单位机床上得到验证。该推导思路和方法可用于其他特殊结构的五坐标机床。