面向高速主轴的接触式检测系统的设计与优化

针对高速主轴的精度检测问题,设计了接触式杠杆检测系统.利用键合图理论构建了检测系统数学模型,并得出了系统状态方程.应用MATLAB进行了动态性能分析,并对复位弹簧刚度系统进行了优化.实践证明,优化的系统检测精度提升显著.     

基于动态测试的机床主轴系统仿真研究

讨论了精密数控机床在相对激振试验时的理论模型,确定了伪随机相对激振测试加工中心主轴系统动态特性的试验方案与测试系统,给出了激振器的安装位置,精确地测出70个点的响应,获得了反映加工中心主轴系统动态特性的各阶模态参数与图表,建立了整个主轴系统的动力学模型,据此对其试验结果进行了分析并对该结构的修改提出了相应建议,为后续试验提供了依据,并为主轴系统的动态优化设计奠定了良好基础.     

高速机床主轴及刀具夹持系统的特性与分析

本文介绍了高速机床的高速电机主轴、高速磁一承主轴以及刀具夹持系统，并对其特性及其存在的问题进行了分析。     

基于FMECA的数控机床主轴系统故障分析

数控机床主轴系统是数控机床的关键子系统,其故障较多,而每次故障现象又比较单一,因此,单纯通过故障现象往往不能作为故障诊断和排除的依据。应用 FMECA 分析方法,分析数控机床主轴系统各组成部分的故障模式及故障原因,并进一步计算各组成部分的危害程度,得到的危害程度为制定设备维修策略提供了参考。     

机床大规模公差设计策略与数字化方法

针对计算机辅助公差设计的发展状况,提出一种机床大规模公差设计的策略及其实施方案。实施中以误差敏感性分析作为机床公差设计的重要依据,以公差控制效果的数字化预测作为公差检验及调整的具体指导。介绍了机床通用误差模型的建立原理及方法,以平面为例给出了公差数学模型的建立方法及表示形式,并给出了公差控制效果预测方法的示例。     

基于GRA-PCA的机床主轴系统热敏感点优化

热敏感点优化选取是热误差建模过程中的关键问题,所选取的热敏感点优劣将直接影响热误差模型的精确性和鲁棒性。提出一种灰色关联分析（GRA）和主成分分析（PCA）结合的机床主轴系统热敏感点优化方法,采用GRA筛选对热误差影响较大的温度测点,机床主轴不同位置处的多个测点温度值以及主轴在对应温度下产生的热漂移作为分析数据,通过计算温度变量与热漂移之间的灰色关联度,得到其灰色综合关联度矩阵,确定二者相关性后初选温度变量;根据PCA将高度相关的温度数据简化为较少的相互独立的主成分,将其作为后续热误差模型的输入,从而实现热敏感点优化。将该方法应用于数控机床主轴系统,优化完成的热敏感点数据作为主轴热误差模型的输入变量。结果表明：将优化所得热敏感点作为BP热误差模型输入,预测所得热误差与实际热误差的平均残差为0.83 μm,低于仅采用灰色关联分析法优化热敏感点的5.18 μm及仅采用主成分分析法优化热敏感点的4.57 μm,机床z轴热变形预测精度得到显著提高,有利于改善加工精度。     

基于可靠性分析的主轴优化设计

基于Workbench软件对加工中心主轴静刚度进行研究。在静力学分析基础上,以主轴质量为约束条件,对主轴进行了静刚度优化设计;在考虑主轴尺寸、载荷、材料性能以及轴承刚度等参数随机分布的情况下,利用概率统计的思想对优化后的主轴进行了six sigma可靠性分析。结果表明,优化后主轴刚度提升17.5%,满足使用要求;可靠性灵敏度分析表明外载荷、轴承刚度以及主轴外径的随机变化对主轴刚度影响较大;优化后的主轴可靠度达到100%,安全可靠。     

主轴回转精度的综合建模及仿真分析方法

机床主轴的回转精度是一项重要的精度指标,其影响因素多,作用规律复杂。根据主轴系统的结构特点,建立了一个主轴回转误差的综合模型,可以分析各项源误差对主轴回转精度的作用规律及叠加效应。以车床主轴为例,介绍了主轴回转误差的建模及分析方法,并通过软件编程实现了主轴回转中心轨迹的可视化。     

汽车齿轮试验机电主轴优化设计

以一种汽车齿轮监测电主轴为研究对象,利用有限元分析软件ANSYS Workbench优化设计功能,对主轴的悬伸量、跨距和电机转子安装位置进行优化设计。优化后,主轴径向变形减少8.7%,轴向变形减少3.3%。经出厂测试,在最大转速2 000 r/min时,噪声仅为65 d B,最大振动值为0.456 m/s~2,更好地满足了设计要求,提高了主轴质量。     

机床主轴系统静刚度分析及实验研究

为研究机床主轴系统静刚度特性,建立一种高性能加工中心主轴-轴承系统模型,该模型包括主轴转子和轴承。采用有限元法建立主轴轴系零件模型,并与轴承拟静力学模型集成得到主轴系统有限元模型,通过计算得到主轴系统3个方向的静刚度。对该机床主轴系统进行静刚度测试实验,以验证理论计算结果的正确性。研究表明:理论计算结果和实验结果具有较好一致性,因此可以有效地证明该有限元模型的准确性;此外,由于主轴系统内部存在阻尼效应及摩擦作用,卸载时静刚度大于加载时静刚度;同时其轴向静刚度存在一定非线性。     

基于相似产品的车床高速主轴系统可靠性预计

针对目前机械系统可靠性预计方法使用条件复杂,载荷变化范围较大,缺乏公认的、普遍适用的方法的现状,利用相似产品的可靠性数据,结合手册对数控机床主轴系统设计方案进行可靠性预计,考虑载荷的变化对机械零件的影响,分析不同载荷下系统可靠度随时间变化的趋势。结果表明:改善主轴系统薄弱点,减小当量载荷与额定载荷的比值能有效提高系统的可靠度和平均无故障工作时间。     

加工中心主轴系统的可靠性分析

对国外高档加工中心进行现场跟踪,采集并记录使用过程中的故障数据。为了科学、全面的考虑加工中心发生故障的不确定性,采用模糊综合评判法进行了分析,求得主轴系统的危害度。并应用Matlab软件对主轴系统的故障数据进行了分析,得到故障首次间隔时间服从二参数威布尔分布,根据得到的可靠性指标对主轴系统进行可靠性评价。     

落地铣镗床主轴系统优化研究

建立了落地铣镗床主轴系统的模型,研究主轴径向变形;对落地铣镗床主轴轴承寿命、主轴大齿轮对轴承刚度和主轴变形的影响进行分析,并对轴承配置进行了优化分析,为轴承组合方式的选用以及大齿轮支承的合理配置提供了依据。     

基于ANSYS二次开发的机床主轴单元分析系统

基于VB和ANSYS提供的二次开发工具APDL,建立了数控机床主轴单元参数化分析系统.此系统具有友好、方便、易用的人机交互界面,对复杂、难于理解和掌握的ANSYS命令流进行了后台封装,避免了大量的重复性分析工作,提高了分析效率,为机床主轴单元的合理设计提供了依据.     

基于有限状态机的数控系统主轴及辅助功能实现

为实现开放式数控系统中主轴及辅助功能,在基于实时嵌入式多任务操作系统RTLinux的软件平台上以及工业嵌入式计算机PC-104的硬件平台上,采用并口作为主轴电机及辅助功能的驱动控制接口,利用有限状态机设计了相应的开关和调速功能,该方法在节约系统硬件资源同时可有效实现数控系统的主轴控制.