数控车床主轴热变形误差检测及改善措施

热变形误差是影响高速高精密数控机床加工精度的主要因素,对机床主轴热变形进行检测与研究显得至关重要。以CAK3665数控车床主轴为研究对象,运用传热学经典理论对主轴系统的热源分布以及传热方式进行了介绍,并通过FLIR红外热像仪测温技术和激光测距技术对主轴温升与车床热变形进行了测量与研究,测得主轴中速连续运转270min时达到稳定温升,温度对主轴轴向的热伸长误差的影响大于主轴径向的热变形误差。最后,根据测量结果提出减小主轴热变形的措施。研究工作为车床主轴的进一步改进设计和热变形补偿提供依据。     

拉刀机构对机床主轴热变形的影响

以SV-48立式加工中心主轴为对象,研究了拉刀机构对主轴热变形的影响。首先,在对主轴和拉刀机构热特性理论计算阶段,使用合理的模型解决了主轴与拉刀机构之间的热传递问题;其次,使用ANSYS Workbench分别对是否考虑拉刀机构的主轴三维模型做了瞬态热—结构耦合分析;最后,分别对两次仿真得到的温度场分布和热变形结果做对比。对比结果表明,拉刀机构对主轴温度场分布和热变形都有很大的影响,在研究主轴热变形时考虑拉刀机构是有必要的。     

数控机床主轴热变形伪滞后研究及主轴热漂移在机实时补偿

为研究数控机床热变形规律,实现数控机床误差在机实时补偿,进行数控机床主轴热变形理论及试验分析,结果表明,数控机床主轴热变形与主轴温变在距热源约1/3位置存在近似线性关系,即主轴热变形存在伪滞后现象,这一结果为数控机床测温点优化布置及热误差鲁棒建模提供理论依据。为验证机床热变形伪滞后现象,对VM850加工中心主轴热漂移误差在机实时检测并建模,通过自主研发数控机床误差在线实时补偿系统对主轴热漂移误差进行实时补偿,经补偿,机床主轴热漂移误差减少90%以上,有效提高了数控机床主轴精度。     

并联数控机床主轴冷却系统的研究

阐述了并联数控机床主轴新增的冷却系统,且对并联数控机床主轴的冷却进行研究,通过对主轴瞬间状态热特性分析,建立主轴热变形的自然指数模型,提出改善措施;从而减少主轴系统的工作温升和热变形,保证并联数控机床加工精度。     

卧式数控加工中心主轴热误差及刀尖轨迹分布

应用热力学经典理论对主轴系统热源分布及传热方式进行了分析,并对主轴温度场和机床热变形进行 了试验研究.研究发现,主轴的转动及其与轴承的摩擦热是主要热源之一,并且主轴热变形与温度有直接关系.通过对不同转速下的刀尖点轨迹进行分析发现,同一轴向上不同位置测点的热变形及同一位置不同轴向测点的热变形分别在局部细节和宏观趋势上存在...     

零传动滚齿机热特性的试验研究

在零传动滚齿机中,工件主轴的径向热变形严重影响工件的齿向加工精度,而滚刀主轴的轴向和径向热变形对工件的齿距偏差和齿向偏差都产生很大的影响。从试验的角度研究工件主轴和滚刀主轴的热变形,最后根据试验提出从结构优化和热误差补偿两方面来研究机床热变形的控制技术。     

数控机床主轴温度控制及热变形测试与研究

以GMB2560龙门铣镗床主轴为研究对象,对数控机床热变形机理进行了分析,建立了温度场以及热变形测试方案,利用FLIR红外热像仪测温技术与米铱激光三角测量仪激光测距技术,对数控机床主轴箱的温度变化与分布数据,以及主轴各个方向的热变形进行了测量。实验测得,机床主轴的Z向伸长量较X、Y向变形量更大,机床的热态性能优异。测试结果为后续进行主轴系统的加工设计和热变形控制奠定了基础。     

机床主轴系统热变形分析与实验研究

对机床主轴系统的发热与变形情况进行理论与实验研究。对主轴系统进行受力分析,建立三维模型。运用传热原理对机床主轴系统的温度场进行有限元热特性分析,得出机床主轴高速运转下的热变形的仿真结果,机床主轴系统最右端轴向伸长3μm,上翘9.1μm。在此基础上开展实验,借助红外温度传感器与位移传感器测得机床主轴系统的热变形,验证了有限元分析得合理性,为下一步的机床热误差补偿提供必备的条件。该机床主轴系统的热变形在径向和轴向的差别较大,后续热误差补偿应主要考虑径向变形。     

立式加工中心主轴热误差的实验与分析

主轴是立式加工中心最精密最核心的零件之一。主轴内轴承长时间工作会产生大量的热能,导致主轴发生热变形,进而影响被加工零件的精度。以某型号高速钻铣立式加工中心主轴系统为研究对象,对主轴进行了热位移实验,得到了主轴的温度分布和X、Y、Z三方向的热变形位移,进而分析得出了主轴热位移对加工精度的影响,为主轴的热误差补偿提供了依据。     

数控机床高速主轴温升与热变形实验研究

电主轴温升引起的热变形是影响数控机床加工精度的重要原因之一。为了研究高速电主轴热变形变化规律,搭建了高速电主轴温升与热变形测试实验平台,采用主轴动态误差分析仪同时测量150MD24Z7.5型电主轴在X、Y、Z轴方向的热变形量及不同位置的温升变化。结果表明,主轴轴向(Z向)的热变形量最大,在转速为4000r/min、6000r/min、8000r/min、10000r/min条件下,主轴的轴向热变形分别达到73.1、79.3、74.5、75.1;且主轴轴端温升趋势与轴向热变形趋势一致。论文的实验结果,为主轴热变形实现智能预测及主动控制提供了准确的数据支撑。