某舰艇部件导轨垂直度超差原因探析及加工工艺改进

对某舰艇部件的导轨在加工后、经三坐标测量仪检测出的垂直度误差超差问题进行全面分析,表明工件受力变形是导致加工垂直度超差的主要因素,提出采取增加夹持部位或设置工艺凸台的措施避免夹紧变形。实践结果表明,这种方法能保证产品加工质量,其使用效果很好。     

可抵消重力变形的横梁导轨面曲面设计

机床的横梁在前端运动部件的重力及倾覆力矩的影响下,很难保证横梁导轨所在轴轴线运动的直线度误差和角度偏差满足工艺规定的要求。在实际装配时通过多次刮研导轨面来保证横梁轴轴线运动的几何精度满足工艺规定的要求,装配效率低下,而横梁导轨所在轴最终的几何精度也不高。文中在考虑前端运动部件移动的情况下,利用有限元仿真方法得到了前端移动部件在横梁上各位置处横梁导轨面的变形,并采用反变形原理,对机床的横梁导轨安装面与靠面进行设计,将导轨安装面与靠面加工成微圆弧形式,可以抵消横梁以及前端运动部件引起的重力变形对横梁导轨所在轴的几何精度的影响,从而显著提高机床的装配效率,提高横梁导轨所在轴的几何精度。     

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。     

龙门加工中心横梁组件静动态分析及结构改进

为提高龙门加工中心的静动态特性,保证加工工件的几何精度,运用有限元软件对横梁组件进行了静动态分析,发现横梁是横梁组件的薄弱结构.采用对角筋板理论,对横梁进行了结构改进,并进行有限元分析.结果表明,改进后横梁组件的变形量减少了7.6％,一阶模态频率提高了17.2％,静动态特性得到了明显提高.最后通过实验结果与理论结果进行对比,验证了改进方案的合理性,为横梁组件结构设计提供了理论依据.     

龙门加工中心移动横梁静动态分析及结构改进

机床移动横梁因自身重力及外加载荷而发生变形,为此,对横梁进行了简化,得到其振动力学模型,理论计算求解出横梁最大变形量和一阶固有频率。对移动横梁进行了三维建模与有限元分析,横梁最薄弱位置位于横梁上下导轨部位,针对最薄弱部位,对横梁上下导轨局部结构进行了改进设计。结果表明,横梁结构理论计算的最大变形量和一阶固有频率与仿真结果相近,优化后的横梁形变减小了10.6%,质量减轻了136kg,轻量化效果明显。为机床其他零部件的优化设计提供了有益的方法参考。     

铝飞轮壳车削加工圆度超差分析与解决方案

针对某型号汽车发动机飞轮壳产品立车加工圆度超差问题,建立飞轮壳有限元模型,利用Altair Simlab与ANSYS Workbench等软件对工件在旋转状态下进行有限元仿真分析计算,得到工件的变形分布状况。结果表明:工件旋转产生的离心力引起的工件变形不是造成圆度误差的主要原因,而工件夹具系统偏心造成主轴轴承磨损产生间隙引起主轴的跳动才是最根本问题。根据最后的分析结果,针对夹具设计提出相应的改进方案。该结果可以为减少飞轮壳的加工圆度误差提供参考,提高产品的加工质量。     

一种数控机床进给轴定位误差监测方法

数控机床进给轴定位误差是影响工件轮廓加工精度的重要指标。在数控系统现有的定位误差直接监测方法中,进给轴位置反馈单元损坏或污染造成的定位误差监测值失真,是引起工件加工轮廓超差的一种常见故障,常给企业带来巨大的经济损失。基于西门子840D数控系统双反馈功能,提出一种比对双反馈系统的定位误差监测方法,能弥补直接监测方法的不足,有效避免了因反馈单元故障引起的加工质量问题,提高了数控系统的可靠性。     

电机定子冲片内外圆同轴超差原因分析及解决方案

对电机定子冲片内外圆同轴度超差原因进行分析,通过对模具定位轴结构的改进,避免了模具刃磨时对定位轴反复拆装造成的定位轴位置度的改变,解决了因定位轴原因造成的定子冲片同轴度超差。     

基于有限元分析的现场铣床横梁结构优化

针对在加工中由于横梁部件刚度不足在工件表面产生波纹状刀痕的情况,使用三维软件Solidworks以及有限元分析插件CosmosWorks对现场铣床进行建模和静、动态性能的分析,依据横梁振动相对变形的振型和幅值,以及机床的工作环境和机床设计的结构力学理论,提出了对横梁的几项改进建议,通过有限元分析其性能有较大提高,并通过模态实验进行验证,将实测值与理论值对比可知,改进后横梁具有较好的静、动态性能,证明横梁结构的优化设计是可行的.     

工件单面加工热变形误差计算分析

长尺寸重要零件单面加工过程中,因受热不均产生应力应变,容易出现热变形加工误差,为了准确计算这种误差,通过建立模型,应用数学和力学原理推导出单面加工热变形计算公式,并确定各项取值办法,进行了实例验证。本方法对一些高精度和典型重要工件加工误差的预测、修正、工艺结构设计改进和产品精度定位提供了重要依据。     

基于Solidworks Simulation的三坐标测量仪动态误差分析

采用三坐标测量仪进行高速测量时,由于受附加惯性力及自身重力的影响,机体会变形,从而导致动态误差。对三坐标测量机的动态误差进行理论分析;利用Solidworks Simulation有限元分析方法对移动桥进行受力变形分析;在z轴静止状态下,推导出滑架沿y轴方向加速(减速)和匀速的运动状态下动态误差补偿模型。仿真结果表明:各运动状态下的动态误差有效降低,为提高三坐标测量机的测量精度奠定基础。     

基于NX12五轴定位的分流器基座铣削加工工艺设计

为了满足某专业船舶轮机分流器基座的定位精度要求,提出了表面光洁度、垂直度以及尺寸精度等指标。通过对三轴常规加工和五轴定向加工进行变换与分析,运用多工序的加工方法、3+2五轴定向加工方式以及模拟仿真的手段,保证了加工效果。结果表明：五轴定位加工可大大缩短加工时间,提高加工效率,保证各个表面相互位置的精度,该功能已在模具市场得到了广泛应用。     

2024铝合金结构件残余应力的评估与变形预测

为了研究毛坯初始残余应力和铣削加工引入的表面残余应力对2024铝合金结构件加工变形的影响,通过有限元模拟和铣削试验对两框整体梁的加工变形进行了研究。考虑了毛坯的初始残余应力、铣削加工引入的表面残余应力以及这两个影响因素的综合作用对两框整体梁加工变形的影响。研究结果表明,毛坯的初始残余应力是两框整体梁产生加工变形的主要影响因素,初始残余应力与铣削加工引入的表面残余应力的综合作用加剧了变形,其中,由初始残余应力引起的变形占整体梁总变形的92%,表面残余应力引起的变形占整体梁总变形量的8%左右。并最终通过对两框整体梁的铣削加工试验验证了有限元模拟结果的准确性,对实际生产具有一定的参考价值。     

微小型五轴数控机床的研制

为了满足微小复杂结构件的加工需要和机床误差补偿技术的研究,研制了一台微小型五轴数控机床实验平台,本体尺寸为580 mm×450 mm×570 mm.机床实验平台为卧式双转台结构,布局紧凑,空间利用率高,各轴采用了直线电机、直驱马达、丝杠滑台驱动方式.分析了机床的主要薄弱环节,并进行了受力分析和优化设计,仿真结果表明机床...     

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。     

立式加工中心主轴系统热变形试验及误差补偿

立式加工中心经过长时间的运行之后,主轴箱及主轴系统组成的单元会产生热变形,这影响到被加工零件轴向尺寸的加工精度。以VMC750立式加工中心为试验对象,测量主轴箱多点温度及主轴变形伸长量,确定主轴变形的主要原因,建立误差补偿模型,通过对立式加工中心加工过程中的热误差进行了实时补偿实验,结果表明：通过热变形补偿,主轴系统热变形实测为0.28～0.33 mm,其误差可减少75％左右,验证了该模型的有效性。     

A machining test to calibrate rotary axis error motions of five-axis machine tools and its application to thermal deformation test

This paper proposes a machining test to parameterize error motions, or position-dependent geometric errors, of rotary axes in a five-axis machine tool. At the given set of angular positions of rotary axes, a square-shaped step is machined by a straight end mill. By measuring geometric errors of the finished test piece, the position and the orientation of rotary axis average lines (location errors), as well as position-dependent geometric errors of rotary axes, can be numerically identified based on the machine׳s kinematic model. Furthermore, by consequently performing the proposed machining test, one can quantitatively observe how error motions of rotary axes change due to thermal deformation induced mainly by spindle rotation. Experimental demonstration is presented.     

基于GA-SVR的数控机床热误差建模

为了提高数控机床加工精度,消除数控机床热误差对加工精度的影响,文章提出了基于GA-SVR(遗传算法-支持向量回归机)的数控机床热误差建模方法.为了构建机床的热误差模型,首先采用温度传感器与位置传感器测量机床的温度与对应的机床主轴变形量.其次把获得的数据进行支持向量回归机建模训练,同时使用遗传算法寻找支持向量回归机相关参数的最优值.最后建立机床热误差模型,并验证模型的准确度.结果表明,基于GA-SVR的数控机床热误差建模方法具有精度高和鲁棒性强的特点.     

基于ZPETC和CCC的直驱XY平台高精度控制

针对直接驱动XY平台轮廓加工中存在的电气--机械延迟、系统参数不确定性及两轴驱动系统参数不匹配等因素的影响,提出了将零相位误差跟踪控制器(ZPETC)与交叉耦合控制器(CCC)相结合的控制策略对两轴的运动进行协调控制,实现跟踪误差与轮廊误差同时减小.ZPETC作为前馈跟踪控制器,克服了伺服滞后,使系统实现准确跟踪,减小了跟踪误差;CCC作用于两轴之间,用以增加两轴间的匹配程度,以减小轮廓误差.仿真和实验结果表明所提出的控制方案具有较好的跟踪性和鲁棒性,进而大大提高了跟踪精度和轮廓精度.     

基于改进模糊聚类和最大信息系数的数控机床温度测点选取北大核心

在加工过程中,机床会因热变形而产生误差,这将严重影响加工精度。减少加工过程的热误差是提高加工精度的有效途径,而确定关键温度测点不仅能提高计算效率,还可避免温度数据间复共线性问题,提高热误差模型的预测精度。提出基于改进模糊聚类和最大信息系数(MIC)的温度测点选择方法,通过改进模糊聚类对温度测点进行分类;根据MIC方法选择每类温度数据中的关键温度测点;使用BP神经网络对热误差进行建模。结果表明:与传统温度测点选择方法相比,利用所提方法改进的热误差模型精度更高。