基于超声波机床的蜂窝芯数控加工技术研究

以蜂窝芯的结构及力学性能为基础,介绍了当前芳纶纸蜂窝芯的加工现状,并分析了其存在的主要问题.阐述了超声波机床加工蜂窝芯的基本原理及切削方式,在此基础上对超声波机床加工芳纶纸蜂窝芯的数控加工技术进行了研究,取得了一定的成果.     

高温合金蜂窝芯加工振动分析与试验研究

高温合金蜂窝芯具有薄壁、多孔、面内弱刚性等特点,加工过程中易出现毛刺、撕裂、塌边等缺陷,采用冰固持加工后改善了加工质量,但仍然存在振动幅值较大的问题。针对高温合金蜂窝芯冰固持加工的振动问题,分析并确定冰固持条件下的高温合金蜂窝芯加工振动的主要形式是非谐波非周期性激励下的强迫振动,求解切入角变化导致的强迫振动激励间隔时间的变化规律。通过试验获得切削用量对高温合金蜂窝芯冰固持加工振动的影响规律,试验结果表明,当主轴转速为7000r/min、进给速度为4000mm/min、切削深度为0.5～1.5mm、切削宽度为0.5mm时,振动幅值较小,加工状态稳定,加工质量较好。     

基于凸台搭接的蜂窝芯零件数控加工工艺技术研究

为了实现蜂窝芯零件高质高效、低成本加工,提出了一种凸台搭接的蜂窝芯零件固持方法,基于该固持方法,建立了一套蜂窝芯零件加工工艺方案,详细阐述了蜂窝芯零件毛坯尺寸选择方法、型面刀轨生成以及刀具倾角获取方法,实现了蜂窝芯零件无专用工装的数控加工,并在实际生产中得到应用验证.结果 表明:该技术提高了蜂窝芯零件的加工质量和效率,...     

基于机床几何误差模型的数控加工形位误差预测

影响加工形位误差的因素众多,机床几何误差是其中最关键的因素。其影响零件的功能要求、配合性质和自由装配性,是评估机床加工精度的重要指标。本文通过构建机床几何误差和零件形位误差之间的映射关系对加工形位误差预测方法进行研究,建立了基于机床几何误差模型的三轴机床刀具位姿误差模型,并以刀具位姿误差为中间量建立了平面度误差和圆柱度误差预测模型。使用TH6920型镗铣床进行试验验证,与零件形位误差检测值对比,圆柱度预测误差为9.3%,平面度预测误差为4.8%,预测效果较好,验证了预测方法的有效性。     

高温合金蜂窝芯冰固持低损伤加工技术研究

针对金属蜂窝芯存在的薄壁多孔、各向异性、面内弱刚性、径向强度小等加工难题,提出了高温合金蜂窝芯冰固持低损伤加工方法.分析了金属蜂窝芯冰固持装夹原理,验证了工艺系统的适应性和可靠性.开展了蜂窝芯冰固持超低温冷却加工的单因素试验,阐明了蜂窝芯加工缺陷形成规律.试验结果表明:在金属蜂窝芯加工中引入冰固持超低温冷却的装夹和加工...     

蜂窝芯结构力学特性的实验与仿真研究

负泊松比蜂窝芯结构具有独特的力学性能,有着良好的应用前景,蜂窝芯结构弹性模量的研究是夹层结构设计的基础。文章对蜂窝芯结构模型进行力学性能实验以及ANSYS仿真分析研究,结果表明蜂窝芯结构的弹性模量都是随着t／b的增大而增大,且与理论计算值为同一个数量级,为蜂窝芯结构的工程实用化研究奠定了基础。     

蜂窝夹芯结构粘接修理研究

目前,蜂窝夹芯结构已广泛应用到航空领域,伴随而来的是蜂窝夹芯结构的修理问题.以试验研究为主,探究用挖补法修补芳纶纸蜂窝夹芯结构的抗冲击和抗压缩性能.通过把面板尺寸、蜂窝替芯的紧密程度和胶层的类型等相关变量进行相应的排列组合,设置试验方案,探究出了最佳的修补方案.试件修补后,无论抗冲击性能还是抗压缩性能都能够恢复到或者近...     

纸基蜂窝芯材料磁场和摩擦吸附固持加工中铁粉填充优化方法的研究

针对纸基蜂窝芯材料磁场和摩擦吸附固持加工方法中铁粉填充效率较低的问题，提出一种优化的铁粉填充方法。利用有限元分析软件对蜂窝芯材料的力学性能进行分析计算，确定出正六边形区域划分边界的最大外接圆以及边界处的节点反力；通过实验测定铁粉填充孔格数、铁粉填充高度与摩擦力的关系；根据实验结果确定铁粉填充高度和填充孔格数。采用优化的铁粉填充方法可以减少70％的铁粉填充量，提高铁粉的填充效率。     

基于蜂窝芯圆盘刀切削齿的系统稳定性研究

从圆盘刀超声振动切削Nomex蜂窝芯加工原理出发,将圆盘刀超声加工系统简化成双自由度弹簧-质量-阻尼系统并建立了圆盘刀超声振动动力学模型,推导了圆盘刀加工系统临界稳定成立的条件式。在理论分析的基础上,基于MATLAB/SIMULINK搭建了圆盘刀系统动力学仿真模型,并开展了颤振仿真试验,研究得出了切削齿数对系统稳定性的影响规律:在低转速范围内,随着刀具切削齿数量逐渐增大时,加工系统稳定性逐渐降低;在高转速范围内,加工系统的稳定性随着刀具切削齿数量的增大反而逐渐增强。采用控制变量法在转速为1 500 r/min等加工条件下通过使用所设计的3种不同齿数的圆盘刀现场加工Nomex蜂窝芯得到的零件表面质量对比分析表明,大齿数Z=36的圆盘刀加工得出的零件表面质量更高,系统稳定性更好,与仿真结果一致,从而很好地验证了已建立的超声振动动力学模型与稳定性条件式。     

数控机床误差检测技术新进展

介绍了现有的各种典型的检测方法和技术特点,重点介绍了国内外近二十年、特别是最近十年来数控机床误差检测领域的研究新进展,具体包括DBB法、激光干涉仪法应用研究的最新成果以及平面光栅和R-test等新型检测仪器和方法;分析了当前数控机床误差检测研究中存在的问题,并对今后的研究趋势做了进一步展望。     

机床夹具定位误差的计算机辅助数据处理

简要介绍了定位误差的研究现状,分析了定位误差的产生机理及其计算方法.以典型单基面定位方案和典型组合面定位方案构建机床夹具定位方案资源库,结合系统开发流程图,通过VB6.0工具开发定位误差计算机辅助数据处理的误差校验系统,并以实例验证了系统良好的使用性能和操作界面,进一步完善CAFD质量评价体系.     

基于神经网络的机床-工件系统热误差补偿技术研究

以机床-工件系统的热变形为研究对象,应用神经网络理论建立机床-工件系统的热误差模型,对热误差神经网络模型的关键输入参数进行了分析讨论,提出了该模型的误差补偿策略。以某型号大尺寸回转支承滚道数控车削加工为例,建立了热误差模型,对回转支承滚道加工实施热误差补偿,结果表明,机床-工件系统的热误差模型有较强的预测能力,提出的补偿方法有较好的补偿效果。     

机床夹具精度计算原则的分析

在机床夹具设计中 ,不仅要追求其结构的合理性 ,更重要的是核算其加工精度的准确性。影响工件加工精度的因素很多 ,且种类繁杂。为保证夹具设计中的正确性需要进行误差的梳理 ,并建立相应的夹具精度计算原则。以工艺系统中各种误差的功能和误差属性为依据 ,对机床夹具设计中关于精度计算所涉及的计算原则及公式进行了分析 ,并得出了实用的误差不等式     

数控机床综合误差分析与建模研究

分析了影响机床精度的误差来源及运动副的误差运动学原理。以一台三轴数控机床为研究对象,利用低序体阵列描述多体系统拓扑结构,用特征矩阵表示多体系统中间体的相对位置和姿态,建立误差综合数学模型,模型中不仅包含了几何误差且包含了热误差和切削力误差,可为其他类型的机床误差综合建模及补偿提供参考。     

基于ANSYS的蜂窝纸板静压特性研究

简要介绍了国内外蜂窝纸板力学性能研究的发展现状和主要成果,运用ANSYS建立了蜂窝纸板的有限元模型,并对蜂窝纸板进行了应力应变分析.通过分析结果可知蜂窝纸板的应力集中出现在纸芯的上端,最大变形出现在离上端1/5处,且蜂窝纸芯的高度对蜂窝纸板压缩力学性能影响较小,与实验结果相符合.该研究对相关工程实际应用具有一定的参考价值.     

Improving the machine accuracy through machine tool metrology and error correction

Improving both the positioning accuracy and contouring accuracy of a vertical machining centre has been studied by using a machine tool metrology and in-house error correction techniques. Contouring errors caused by the servo lag and friction of servomechanisms were measured by the circular test and then reduced by off-line parameter tuning of the CNC and servo-driver. The quasistatic thermal errors were predicted online using a neural network based model which was calibrated in advance via a quick set-up and multiple-error measurement system consisting of a spindle-mounted probe and artifacts. Positioning errors caused by both the static geometric errors and thermal effects were eliminated in real-time by a PC based software error compensation scheme integrated with the CNC controller through digital communication. An error reduction of 70% was achieved after error compensation and CNC tuning.     

High accurate squareness measurement squareness method for ultra-precision machine based on error separation

Traditional measurement methods of squareness for ultra-precision motion stage have many limitations, especially the errors caused by the inaccuracy of standard specimens. On the basis of error separation, this paper presents a novel method to measure squareness with an optical square brick. The angles between the guideways and the four lines of brick section are measured based on the fact that sum of interior angle of a quadrilateral is 2π, and the squareness is obtained. A squareness measurement experiment was performed on a profilometer with a modified optical square brick. Experimental results show that the squareness accuracy between X and Y axes is not influenced by the accuracy of brick, and the measurement repeatability reaches 0.22 arcsec. Finally, a verification experiment to the proposed method was carried out with a high accurate standard specimen, and the error between the two methods is 1.06 arcsec. According to the error results and simulation analysis of the measurement system, the measurement error based on error separation is 0.06 arcsec. The proposed method is able to achieve a very high accurate squareness measurement with auxiliary components of normal accuracy, and can be applied to measure the accuracy class of sub-arcsec squareness.     

基于灰色系统理论的GM2000A数控机床热误差的智能补偿方式及应用

众所周知对于超精密机床而言,热误差是影响数控机床加工精度的重要因素之一,可达机床加工精度总误差的70%。因此减少热误差对数控机床的影响至关重要。要提高加工精度,减少热误差,就必须对其进行有效的补偿。以GM2000A龙门加工中心为对象介绍了热误差的测量方法,采用灰色系统理论中的灰色关联分析法建立测温点和热误差之间的相关程度达到优化测温点的目的,使输入数据更趋于合理。最后用BP神经网络建立温升和机床热误差之间的数学模型,MATLAB仿真实验结果表明了补偿效果的可行性。     

功率超声车削加工刀具的计算机仿真

分别利用ANSYS有限元分析软件和UG的高级仿真模块对功率超声振动车削加工装置的刀具部分进行了模态分析,通过对比找出其自振频率,通过改变刀柄的尺寸,使其共振频率符合设计要求。