基于热力耦合变形的机床主轴公差建模方法研究

机床主轴的公差建模很少同时考虑切削力与摩擦热耦合变形的影响,导致公差模型与工程实际存在较大差异,难以保证机床主轴加工精度的问题。为此,研究一种基于热力耦合变形的机床主轴公差建模方法。根据机床主轴的实际工况,运用小位移旋量理论表达特征的几何变动,建立主轴原始几何误差的Jacobian-Torsor公差模型;根据几何变动修正Jacobian-Torsor公差建模,增加典型配合特征的公差变动表示模型;利用ANSYS计算主轴在切削力与摩擦热耦合作用下的变形量;将结果引入修正的Jacobian-Torsor模型,得到热力耦合变形下的机床主轴公差模型。结果表明：主轴与轴承的装配间隙在径向y方向上的平动量减少0.009 mm,沿着径向的转动量减少0.000 8 mm,过盈增大,加快了主轴的磨损,影响主轴的回转精度。所设计的模型可为机床主轴的公差设计提供参考,并可预测和改善主轴的工作性能。     

螺距偏差的调整

利用数控机床加工锥管螺纹时,工件的螺距偏差超差是反映机床的综合性故障。其一般涉及机床的Ｘ轴、Ｚ轴机械精度、各轴的间隙、各轴反馈元件的性能及主轴转速等几方面因素。因此,这一故障令众多套管加工者感到非常棘手。笔者根据实际经验总结出一套“螺距偏差的调整方法”,现介绍如下： 要想解决螺距偏差问题,首先要理解螺距的概念。螺距是螺纹上自一确定点至下一螺纹的对应点间平行于螺纹轴线测得的距离。在机加工中为确保螺距一致,在技术上要求主轴每转一圈,螺纹刀具沿螺纹轴线方向移动一个相等的距离,即ＣＮＣ的ＣＰＵ每接收到一…     

机床主轴结构参数优化设计

以机床主轴为优化设计对象,将优化设计思想与Matlab相结合,利用外惩罚函数法对机床主轴进行建模优化,求解出参数并用分支定界法确定主轴参数。然后运用ANSYS对其进行模态分析,分析了主轴的前6阶固有频率、振型和临界转速,验证了机床主轴结构优化设计的合理性,为机床主轴的结构优化设计提供参考和依据。     

龙门加工中心主轴滑枕结构有限元分析技术研究

龙门加工中心主轴滑枕结构是连接刀具和机床的一个重要部件,其受切削力和受热变形将直接影响刀具的加工精度.通过建立龙门加工中心主轴滑枕结构的有限元分析模型,在计算热源发热量以及主轴滑枕结构热边界条件的基础上,利用ANSYS有限元分析软件在其工作状态下进行切削力变形分析、稳态热变形分析以及热-结构耦合分析.得到了主轴不同转速条件下主轴滑枕结构热态性能及刀盘直径方向变形规律,为该型龙门加工中心主轴滑枕结构优化设计和热变形补偿提供了理论依据.     

机床主轴的一种新的校核算法

机床主轴及其部件是机床结构中的关键部件,很多年来都是采用陈旧的设计方法。随着电控技术的迅速发展,新的驱动和传动结构的出现以及高速、高精加工的要求;迫切需要改进机床主轴及其部件的设计方法。首先从主轴轴径的设计公式入手,应用主轴稳定性原理,提出了主轴轴径的校核公式;基于主轴刚度的校核公式,根据国外研究的结果,提出了主轴刚度校核的具体精确的计算方法。     

镗铣加工中心主轴热特性分析

应用有限元方法对卧式镗铣加工中心主轴进行建模,通过对主轴模型导热系数等参数的计算、热边界条件的确定,以及机床主轴轴承在不同转速下发热功率的计算结果,运用ANSYS Workbench对模型进行网格划分,并对其进行了热特性分析。结果表明:3号轴承发热量较大,对主轴温度场分布有着较大的影响,在机床主轴设计过程中,可以考虑通过改善冷却条件、热误差补偿等手段对主轴进行温度控制,以减小对机床加工精度的影响;轴承的发热量随着主轴转速的提高而提高,系统的热平衡温度也随之提高,达到热平衡所需时间也变长。分析结果为机床主轴的设计以及结构优化提供参考。     

卧式加工中心主轴静刚度特性的试验研究

介绍了卧式数控加工中心主轴的静刚度特性所开展的试验研究。根据预加载荷测得的静刚度试验数据,应用最小二乘法拟合得到主轴在加载和卸载时的静刚度曲线。研究后发现,主轴卸载刚度大于加载刚度;相同结构尺寸机床,主轴最高转速低的机床主轴静刚度要高于主轴最高转速高的机床;相同最高转速和结构的机床,尺寸大的机床主轴静刚度要高于尺寸小的机床;采用电主轴结构的机床主轴静刚度要高于同类型采用机械式主轴结构的机床。研究结果可以对国产卧式加工中心改善主轴部件静刚度设计提供参考。     

炼化反应器塔盘现场加工铣床的设计

根据反应器塔盘方法兰部位现场加工的要求,提出了一种适合于现场加工使用要求的铣床设计方案.在对现场加工要求进行了详细分析的基础上,确定了主要性能指标和机床驱动方式.采用"扁平化"和模块化设计原则进行机床的总体布局设计,并阐述了机床的基础件、主轴系统、传动系统和定位系统等主要部件的设计原则和过程.     

孔加工时切削力的测量

当工厂里进行滑套式机床主轴机构(用钻头、扩孔钻、铰刀和丝锥等刀具进行机械加工的)试验时,往往需要测量和记录扭转力矩、轴向切削力及其在加工过程中的变化特性。为了对哈尔科夫组合机床厂平板凸轮动力头滑套式主轴部件进行试验,设计了孔加工用测量力的装置(图1)。     

组合机床刚性镗削主轴设计的探讨与研究

文章在分析组合机床刚性镗削主轴的切削变形和刚度的基础上,提出按主轴的使用性能要求确定其刚度指标,根据刚度指标决定主轴的结构参数的方法。对其设计结果作了分析比较并附有设计举例。图8幅、表13个。