内螺纹磨床的几何误差建模及灵敏度分析

为提高内螺纹磨床的加工精度,建立了内螺纹磨床的几何误差模型并对其进行全局灵敏度分析。首先,基于多体系统理论和齐次坐标变换的方法,建立了砂轮磨削加工系统和砂轮修整系统的几何误差模型,通过误差传递推导出整机加工精度模型;其次,考虑到几何误差作用的随机性和耦合性,建立基于Sobol的拟蒙特卡洛法的全局灵敏度分析模型,识别出影响磨床加工精度的关键几何误差因素。利用MATLAB编写软件,以SCS-180TB的内螺纹磨床的加工误差模型进行灵敏度计算,并验证模拟次数的收敛性。     

五轴联动数控工具磨床的开发

随着现代制造技术的发展,对特型刀具的品种和刃形的要求越来越高。而用普通工具磨床和传统生产工艺方法很难加工这些刃形复杂的刀具。针对这一现状自主开发一种五轴联动数控工具磨床,该五轴联动数控工具磨床能实现对球头立铣刀等多种硬度高、刃形复杂刀具的磨削加工,且一次装夹能完成所有的精加工。     

五轴联动数控磨床旋转进给机构静力学分析

随着现代制造技术的发展,对特型刀具的品种和刃形的要求越来越高,而普通工具磨床和传统生产工艺方法很难加工这些刃形复杂的刀具。针对这一现状自主开发一种五轴联动数控工具磨床,其中五轴联动数控工具磨床旋转进给机构的受力和位移情况将直接影响磨床的工作性能。利用SolidWorks中的Simulation模块对五轴联动数控磨床的旋转进给机构进行静力学分析,研究旋转进给机构各处的位移和应力情况。分析结果表明:B轴旋转工作台和C轴旋转工作台最大应力均小于材料的屈服应力,说明B轴和C轴工作台结构是安全可靠的。     

五轴联动数控磨床直线进给机构静力学分析

针对普通工具磨床和传统生产工艺方法很难加工出特型刀具的品种和刃形的问题,研发了一种五轴联动数控工具磨床,其中五轴联动数控工具磨床直线进给机构的受力和位移情况将直接影响磨床的工作性能。利用Solid Works中的simulation模块对五轴联动数控磨床的直线进给机构进行静力学分析,研究直线进给机构各处的位移和应力情况。结果表明:X轴工作台的最大应力为2 MPa,出现在X轴工作台的滑块和立柱的下部,X轴工作台的最大位移为0.000 015 88 mm,出现在立柱的中部;Y轴工作台的最大应力为2 MPa,出现在Y轴工作台中部,Y轴工作台的最大位移为0.000 003 584mm,出现在Y轴工作台的中部;Z轴工作台应力的最大值为10.3 MPa,位于Z轴工作台右侧,Z轴工作台位移最大值为0.000 030 88 mm,出现在Z轴工作台中部。     

五轴联动机床的误差补偿与优化研究

以五轴联动精密卧式加工中心为研究对象,首先阐述了五轴联动机床的圆度测试过程,对可能出现的测试结果给出分析与解决方法;从而得到具体的检测步骤以及相应的机床数据;最后讨论了同步龙门轴的调整问题.实验结果表明了所述方法的有效性.     

四轴联动数控环面蜗杆磨床关键几何尺寸研究

环面蜗杆四轴联动加工技术的出现对加工设备的结构形式提出了新的要求。基于四轴联动环面蜗杆数控磨床的研发和试验,介绍机床设计中的关键几何尺寸和运动参数,较为详细地分析了磨头回转臂长对编程轨迹和插补转角的影响,分析了磨头回转臂长、加工中心距和传动比对蜗杆径向和蜗杆轴向移动行程的影响。这些通过多年生产实践考验的参数有重要的参考意义。     

五轴联动数控加工的装夹误差动态补偿方法

五轴联动数控加工中,由于工件装夹误差引起的实际加工基准与CAM编程基准不一致,其旋转中心偏差造成旋转附加运动无法由传统三轴加工中的坐标偏置方法补偿。文章提出五轴数控的装夹误差寻位补偿方法,在旋转轴转动过程中通过坐标变换和机床逆运动变换动态修正加工路径,使加工结果与设计一致。试验表明,采用该方法降低了五轴机床工件装夹要求,消除了装夹误差带来的精度问题,满足精密五轴数控加工要求。     

五轴联动后处理中非线性误差控制的研究

文中分析了非线性误差的产生原因及有效估算方法.通过机床的运动学分析,建立了BV100五轴联动机床的运动变换数学模型;结合线性插补原理,提出了该类机床的非线性运动误差的估算及补偿模型;通过VB语言,开发了具有非线性误差补偿功能的专用后置处理器,并通过某叶轮的切削加工实验验证了该后置处理器的正确性和实用性.     

五轴联动水切割机床回转中心几何误差分析

以机床旋转轴几何中心偏差所产生误差的规律为研究对象,以达到预期的加工精度。以水刀切割锥台为例,根据矢量在空间的旋转变换关系及时间分割法插补原理,采用双转台五轴联动数控机床的刀具矢量加工旋转动作分解的方法,求出在双转台五轴联动数控机床(AC型和BC型)中,由刀具回转中心偏差ε和δ所带来的回转中心几何误差的关系式,表明误差与刀具回转中心具有关联性。     

双转台五轴联动机床后置处理误差补偿算法的研究

论文主要研究了AC回转工作台五轴联动机床后置处理中机床运动轨迹坐标变换,得到机床运动轨迹,再对运动轨迹进行刀具的长度误差补偿,刀具非线性误差补偿和刀具动态切削速度误差补偿,根据此算法开发了后置处理软件,通过在BV-100机床上加工某叶轮样件的得到了验证.同时也为五轴联动通用后置处理器的开发提供了经验.     

基于ADAMS的五轴数控工具磨床磨削力仿真分析

利用计算机三维建模与虚拟样机仿真技术建立自主研发的五轴数控工具磨床虚拟样机模型,对五轴数控工具磨床加工过程中砂轮磨削力的受力大小和变化趋势进行仿真,利用磨削力的理论计算公式验证了所建立的虚拟样机模型的有效性。研究了砂轮线速度、磨削深度、进给量对磨削力的影响,为五轴数控工具磨床的设计提供参考。     

五轴联动数控工具磨床加工精度影响因素仿真分析

自主研发的五轴联动数控工具磨床能够实现对球头立铣刀等多种硬度高、刃形复杂刀具的磨削加工,且一次装夹完成所有的精加工。利用多体动力学理论分别建立磨床的多刚体动力学模型和刚柔耦合动力学模型。利用所建立的动力学模型,分析在其它因素相同,X、Y、Z三轴在不同进给加速度、动静质量比、主轴结合部不同相对刚度下的加工误差。得到了3种影响因素对磨床加工精度的影响,研究结果对磨床的设计与结构优化具有一定的参考意义。     

叶片磨床的几何误差建模与精度分配优化

基于多体系统理论和坐标变换方法,构建某叶片数控磨床的几何误差模型。在此基础上,建立其精度分配优化目标函数,使用MATLAB遗传算法对各误差参数进行优化。优化后大多数经验设计变量值得到不同程度的放大,磨床的制造成本得以降低,且优化值均满足预定加工精度,有效地平衡了磨床的加工精度和经济性能。     

立式加工中心关键几何误差判定与量化验证

针对现阶段机床空间误差模型不完整且传统灵敏度分析存在局限性,导致其关键几何误差溯源不准确,以及关键几何误差判定结果难以量化验证的问题,以某立式加工中心为研究对象,提出一种机床关键几何误差判定与量化验证方法。以旋量理论为基础,研究某立式加工中心空间误差建模,以输出机床完整空间误差模型;在此基础上,以基于传统局部灵敏度分析为基础,利用误差贡献度因子判定机床关键几何误差;借助数值模拟实验对判定结果进行量化验证。结果表明：相较于传统灵敏度分析结果,利用误差贡献度因子判定关键几何误差的结果更准确;基于误差贡献度因子的判定结果,不仅能量化几何误差相对机床空间误差的影响程度,同时可为机床部件制造精度设计提供理论参考。     

基于轮廓误差分离的数控随动曲轴磨床性能分析

为寻找合适的误差分离方法,以数控曲轴随动磨床为性能分析对象,将影响曲轴连杆颈轮廓误差的因素分为随动因素和非随动因素;描述曲轴随动磨削的基本原理以及曲轴连杆颈轮廓生成的精确建模方法;提出将轮廓误差分离为随动误差和非随动误差的方法;通过试验数据分析得出数控随动曲轴磨床的性能评价结论。提出的轮廓误差分离方法,为数控随动磨床的性能评价提供方法指导,为误差源识别提供判断依据。     

基于误差分析的复杂曲面可侧铣判定方法研究

基于复杂曲面侧铣加工误差计算,提出了一种曲面能否通过侧铣实现高精度加工的判定方法,该方法适用于任意直纹和非直纹曲面。侧铣加工误差为待加工理论曲面与刀具运动包络曲面之间的距离,在此基础上,应用整体最优刀具路径下的最大几何偏差进行曲面可侧铣判定依据。数值仿真算例表明:该方法不仅能够有效地判定曲面能否侧铣,同时能够输出满足误差要求的最优刀具路径,加工实验也表明该方法能够极大地提高加工效率。     

Geometric error measurement and identification for rotary table of multi-axis machine tool using double ballbar

In this paper, comprehensive geometric errors, including linkage errors and volumetric errors, of a rotary table are measured totally by employing a double ballbar and obtained by a two-step identification procedure. The derivations of the center of the ball installed on the table are measured in the error sensitive directions with newly developed serial of two axes controlled circular paths. Hence, there are nine results measured from three mounting positions of the ball at the same rotation angle. These results are used to form the identification model based on the homogeneous transformation. Moreover, a sensitivity analysis method is applied to select the optimum installation parameters of the ballbar to diminish the influence of the inaccuracy of the measurement parameters. As the mounting position errors of the socket on the table are inevitable during the installation of the balls, a new correction procedure is developed as well. Finally, an experiment is conducted on the four-axis machining center. The comparison results between the predicted errors and the measured results are shown to verify the proposed method.