基于传递矩阵法的机床主轴动态特性分析

机床主轴系统的振动是限制机床加工品质和生产率进一步提高的一个主要因素.根据机床主轴系统的组成情况,利用传递矩阵法对其进行分段建模,将主轴系统简化为梁单元、刚体单元和弹簧单元的组合,并建立了系统传递矩阵,求解出主轴的固有频率和相应振型,为其动态性能的进一步优化提供了依据.     

机床主轴的静,动态特性微机计算程序

所介绍的程序采用长城0520C—H微机,能计算机床主轴及其他传动轴的①各阶固有频率和振型;②静载下各点挠度、转角、弯矩和剪力;③在单点或多点激振下各点的响应。输出任一点的幅频特性和幅相频特性数据。也可输出共振下各点的状态矢量;④可方便地进行调参计算;⑤自动绘出挠度曲线图,各阶振型曲线图及乃奎斯特图。并在屏幕上进行彩色显示。程序的特点是占机内存小、运算速度快,总运算速度比传统方法加快了近一倍。该程序算出的静动态特性与理论精确解一致。现已用于CT6140、CT6140A、CW6163C车床主轴计算中。     

主轴部件静动态特性分析

随着加工中心产品不断向高精度、高刚度、高速度方向发展,对加工中心主轴部件的动态特性要求也越来越高,因此对加工中心产品主轴部件静、动态特性分析及其结构参数优化研究也显得越来越重要。１　主轴部件结构简介及梁单元模型建立　　图１是本课题研究的卧式加工中心主轴部件的结构简图。其中,主轴是一个多阶梯空心圆柱体,在主轴上面安装轴承组件、传动齿轮、轴承隔套、锁紧螺母等零件。轴承组件型号为ＳＫＦ７１３２ＡＣＤＰ４ＤＢＡ角接触向心推力球轴承。主轴部件前端部受切削力,后端受传动齿轮作用力。其端部安装各种刀具由拉刀…     

机床主轴系统的动态优化设计

以降低主轴前端动柔度值为优化目标,综合利用传递矩阵法和子结构的概念,寻找薄弱模态和计算其能量分布率,并编制了相应的计算机程序,使调参能方便地在微机上进行。优化后的主轴结构可以提高机床的切削稳定性,完全能够满足工程应用的需要。     

基于遗传算法的机床主轴动态特性优化设计

机床主轴的设计除了要考虑其强度和刚度外,尚须考虑其动态特性。机床主轴的动态特性设计可归结为特征值反问题的求解。本文研究了基于人工神经网络和遗传算法的机床主轴动态特性结构优化设计的求解方法,利用人工神经网络实现机床主轴动态特性的近似分析,借助遗传算法实现给定固有频率下的最小重量设计。计算结果表明了该方法的有效性。     

机床主轴系统支承动态参数识别方法的研究

对传递矩阵法识别机床主轴系统支承动态参数的原理和应用进行了研究，并在此方法中引入了“拟合圆法”，以提高识别精度，用在此基础编制的计算机程序，在主轴系统实际安装条件下，根据各测点的位移异纳试验数据，对机床主轴系统支承动态参数进行了识别计算。     

机床主轴回转精度的动态测量

随着宇航、计算机等高技术工业的发展,对金切加工的要求愈来愈高,不少零件要求圆度特别高,不少零件要求镜面车削、镜面磨削,对此,除了选用合理的切削工具和切削用量之外,机床主轴的回转精度是最关键的因素。另外,不少精密机械其轴系回转精度的优劣直接影响着该产品的使用性能,如计算机硬盘的主轴等。理想情况下,主轴的回转中心线在空间的位置是不应随时间变化的,但由于种种原因,其位置每个瞬间都在变动,我们把这些瞬时回转中心线的平均空间位置当作理想回转中心线,把相对于理想回转中心线的偏离程度称为主轴回转精度并加以测量。旧的测量方法是以精密芯棒插入主轴孔内,然后     

GSKM-32高速加工中心机床主轴动态特性分析

采用有限元分析方法,运用ANSYS软件,对GSKM-GSKM 32高速加工中心机床主轴部件进行了分析,取得了高速主轴的模态和谐响应特性,研究了主轴的固有频率、振型和临界转速,对高转速条件下主轴前端及不同特征位置所发生的最大动态位移进行了分析计算,验证了主轴结构设计的合理性.     

遗传算法在机床主轴热位移检测系统中的应用

简要介绍了机床主轴热位移检测系统,重点分析了遗传算法的基本原理及其在电涡流传感器在线定标中的应用。     

基于多体系统运动学理论的并联机床运动空间分析及仿真研究

结合 3自由度并联机床 ,运用多体系统运动学理论 ,通过程式化的建模方法 ,建立起并联机床工作空间、结构参数及运动控制参数间的关系模型 ,并给出其计算机仿真结果。     

基于边界元法的混联数控机床整机结构动态特性解析

基于边界元法研究混联数控机床整机结构动态特性的解析和建模方法。首先采用粱单元、集中质量单元、弹簧单元及结合部单元建立混联机床整机结构动力学模型，基于边界元方法建立各单元的动力学方程式，通过单元合成方法推导出混联数控机床整机结构动力学方程，用频率扫描法得到整机结构的固有频率。基于所建立混联机床结构动态特性解析方法，开发相应的整机动态特性解析软件，实验证明，所建立混联机床整机动态特性解析方法及开发的软件是可靠的，不仅可以为混联数控机床加工过程中回避薄弱位姿状态提供依据，而且可以为混联数控机床的结构设计提供理论依据，对提高混联数控机床的设计水平具有重要意义。     

基于有限元法的数控机床主轴部件动态分析

采用多点约束方法模拟数控机床主轴部件中的轴承弹性支撑,建立主轴部件的有限元模型,正确反映主轴部件的装配关系.在有限元模型的基础上,根据实验得到的模态参数,选用振型叠加法求得主轴部件的瞬态响应,得到位移响应云纹图和曲线图,为结构改进指出方向.文中通过对机床主轴部件进行瞬态响应分析,得到其动态特性,为进一步提高其精度和转速提供理论依据.     

数控平面磨床主轴减振方法研究

将一类数控平面磨床主轴系统简化为耦合双弹性梁结构,分别建立了非齐次边界条件下的机架子系统Euler梁和转子子系统Rayleigh梁解析模型,给出了各子系统在模态坐标下的广义动、势能.利用拉格朗日方程进行子系统综合,构造了广义坐标下的系统动力学模型.据此,考虑实际工况,设计了一动力减振器.模拟仿真和试验结果表明,在系统加入动力减振器后,主轴末端振动幅值可得到有效减小.     

RESEARCH ON MODELING AND CHARACTERISTICS OF THE SPINDLE DYNAMIC COUPLING ABSORBERING SYSTEM OF A SUPER－PRECISION SURFACE GRINDING MACHINE

The bearing is described by constrain matrix, and the spindle system of a NC surface grinding machine is simplified as elastic-coupling beam, then modal synthesis method is used to establish the dynamic model of beam. Moreover, the response of the end of rotor is analyzed, and the natural frequency, principle mode and other dynamic characteristics of the coupling system are studied, the law of bearing stiffness to coupling frequency and amplitude of rotor is also found. Finally, according to the actual condition, a dynamic absorber is designed. The simulation and experimental results show that the amplitude of spindle can be declined effectively when the dynamic absorber is attached.     

METHOD OF ENHANCING THE POSITIONING ACCURACY FOR NC MACHINE TOOLS

ＭＥＴＨＯＤＯＦＥＮＨＡＮＣＩＮＧＴＨＥＰＯＳＩＴＩＯＮＩＮＧＡＣＣＵＲＡＣＹＦＯＲＮＣＭＡＣＨＩＮＥＴＯＯＬＳＺｈａｎｇＱｉｎｇ；ＬｉｕＹｏｕｗｕ；ＦａｎＪｉｎｗｅｉ；ＷａｎｇＳｈｕｘｉｎ；ＷａｎｇＸｉａｏｓｈｏｎｇ；ＷｕＪｉａｎｈｕａ（Ｔｉａｎｊ...     

INVERSE DYNAMIC FORMULATION OF A NOVEL HYBRID MACHINE TOOL

In recent years, hybrid devices have increasingly received more research. However, few of researchers studied the dynamic analysis. The inverse dynamic analysis of a novel hybrid machine tool designed in Tsinghua University is presented. The hybrid machine tool under consideration consists of parallel and serial structures, which is based on a new 2-DOF parallel platform and serial orientations. The kinematics and the dynamic equations are studied first for the parallel structure through Newton-Euler approach. And then, the dynamic analysis for serial structures is conducted. Finally, a closed-form inverse dynamic formulation is derived by using some elimination techniques. Some simulation results are also given.     

虚拟机床建模与仿真

按照模块化设计的原理,从虚拟制造的角度对机床的结构进行抽象,分析了虚拟机床设计的各种约束关系,在此基础上,建立了虚拟机床的结构模型,讨论了在虚拟机床设计中需要研究的问题。     

介观尺度微型铣床开发及性能试验

针对微机电系统(Microeletro mechanical system, MEMS)技术和超精密加工技术局限,开展面向介观尺度微细铣削技术的研究。首先根据介观尺度铣削的加工特点,对其机理研究的关键问题进行详细的分析和讨论,提出微细铣削理论的研究重点及研究方法。然后在分析微细铣削成形条件和加工要求的基础上,开发微型铣床系统,并对系统各组成子系统及性能指标进行描述。最后开展机床加工性能评估试验,通过精度测量、误差分析和误差补偿提高工作台的定位精度达到1.62 μm,采用直径0.127 mm铣刀开展微铣削试验,通过表面粗糙度测量和同心圆切削试验评估机床的加工精度,在此基础上通过复杂零件加工实例进一步说明机床的加工能力,论证小型化机床加工技术的可行性和实用性。