减少外圆磨床的热变形

一般,磨削加工是工件加工的最后一道工序,精度要求高、质量要稳定。为了满足这些要求,在设计磨床的各部件(例如。床身、砂轮架、头架)时,必须考虑它们的静刚度、动刚度以及热刚度。 磨床的热变形主要会造成工件尺寸误差以及锥度误差。为了长期保持稳定的加工精度,常需要重新调机床。这样,降低效率就成了生产上的一大问题。 本文通过设计实例和试验结果,叙述了热变形对摩削精度的影响,如何减少热变形,以获得稳定的加工精度。 磨床在运转时,由于室温、油温、磨削冷却液的温度变化,致使各部件产生热变形,降低了工件的精度。在没有自动测量装置,…     

机床热变形对加工精度的影响

机床的热变形对加工精度有很大的影响。对此种现象进行实验研究的主要任务,是要确定在一定的工作时间(取决于机床结构热平衡的时间)内刀具和毛坯的相对位移量。测量的方法是利用各种测量工具周期性或连续地测量出主轴在相对于工作台(刀架)各个方向上的位移量。通常是,主轴不停地进行空转;有时考虑到重新开始加工所需的间断时间(重装毛坯时间),利用加载装置进行载荷模拟,以使实验条件接近实际加工条件。这样就使得机床结构热变形的过程和各加工零件的加工精度被看作是一回事。但是,这种一致性,只有当确定机床结构的热变形对在要求时间内加工…     

机床结构材料

机床的结构是金切机床上刀具和工件之间,测量机上测量头和被测工件之间的极重要环节。机床的金属切除率,精度,全部成本,加工方式及投料到产品完成的时间均取决于结构材料及其特点。为了在切削力及机床部件移动时重量的影响下仍保持精度,其结构须有很好静、动态刚性。为此,结构应采用封闭式箱形结构,尽量减少扭曲变形。理想上最好是“自加固”结构,     

机床用光栅测量技术的最新发展

随着数控技术在机床制造领域的普及,现代机床在加工速度、加工精度和可靠性方面都有了巨大的进步。作为数控机床核心技术之一的光栅测量技术对保障现代机床的各项性能指标起着决定性的作用。清楚了解现代光栅测量技术的发展趋势,正确选择适合自身需求的光栅测量系统对机床设计师和机床用户有着重要的意义。全闭环控制逐渐成为标准由精密丝杠和编码器构成的半闭环控制系统对于机床热变形导致的加工误差无法进行补偿。在过去的十余年中,采用数学建模预测变形或通过实时测量温度变化来计算变形等尝试在技术上和经济性上都未能取得令人满意的结…     

五轴螺旋锥齿轮加工机床滚珠丝杠热分析

某五轴螺旋锥齿轮加工机床的实际加工精度远小于设计精度,初步判断滚珠丝杠系统热变形是影响高精度机床加工精度的主要原因之一。现提出滚珠丝杠系统热变形导致五轴螺旋锥齿轮加工机床精度低的假设,并通过有限元分析软件Workbench对其进行分析;设计四组有限元热分析对假设进行验证,研究了丝杠系统转速和水平竖直放置对机床热变形的影响,结果证实了假设的正确性。利用验证结果可进行机床结构优化以及指导相似机床设计。     

人工辅助热源的控制原理及其应用

一、概述机床工业经历了长期的发展以后,进入了目前向着高精度,高自动化方向发展的阶段。机床的动、静特性达到了较高的水准以后,机床的热变形成为进一步提高机床加工精度的主要障碍,国外有统计数据表明,由机床热变形带来的误差占整个机械加工误差的70％左右,美国莫尔公司的G18座标磨床的定位精度为2μm左     

数控车削中心整机静力学特性研究

数控机床在外载荷作用下的变形直接影响机床的加工精度,对数控车削中心进行了静刚度检测试验,多点测量获取了机床各测点在外载荷作用下的变形。静刚度试验为评价机床静刚度提供数据,并为改进预测及方案修改方法提供试验手段。同时,建立机床三维模型并利用有限元分析软件对数控车削中心实施模拟实际加工加载状态的静力学分析,分析机床各处的变形状况。对试验和有限元分析的结果进行对比,分析解析值与试验测量值之间存在误差的原因,为进一步机床结构方案改进设计提供理论和试验依据。     

立式数控机床主轴热态精度检测

利用电容式位移传感器和电阻式温度传感器对立式数控机床主轴进行高精度测量,试验获取主轴端径向和轴向热位移,以及主轴系统热敏感位置的温升。对于机械式主轴,主轴前后轴承和减速器因高速滚动摩擦发热,使得主轴的发热量很大,造成的热变形会严重影响机床的加工精度。对于结构稳定、技术成熟的数控机床,提高数控机床的热态精度最有效的措施是改进机床的主轴润滑方式或者对主轴轴承进行强制冷却。     

超重型落地铣镗床滑枕热-结构耦合分析与优化

针对TK6932机床滑枕工作过程中因内外热源的作用导致变形大,影响加工精度的问题,运用有限元法计算22种状态下滑枕的变形量,得出其热-结构耦合变形与滑枕行程和主轴转速之间的关系曲线,并据此提出基于热-结构耦合状态下重型机床结构优化的方法,有效减小滑枕的热-结构耦合变形,提高机床的加工精度。     

高速经济型数控车床整体稳定性的动力学分析

论述了一种利用计算机技术进行机床设计研发的方法。采用虚拟制造技术,可以在设计阶段就对设计的方案、结构等进行仿真,解决大多数问题,提高一次试制成功率。采用虚拟现实技术,可以方便、直观地进行工作性能检查。它可以对机床整机的动、静和热态性能进行仿真建模,调整构件的结构参数和结合面的刚度、阻尼和热力特性,可以得出机床刚度、热变形、结构薄弱环节和切削稳定区,并由动画显示其振动模态,它为设计人员提供直观判断的形象,同时还有结构改进的分析系统,以利于设计人员进行结构优化设计。     

数控机床误差补偿技术现状与展望

一、引言,机床的几何误差（由机床本身制造、装配缺陷造成的误差）、热误差（由机床温度变化而引起热变形造成的误差）及切削力误差（由机床切削力引起力变形造成的误差）是影响加工精度的关键因素,这三项误差可占总加工误差的80％左右。提高机床加工精度有两种基本方法：误差预防法和误差补偿法。     

双进给珩磨头灵敏度元分析及结构优化

双进给珩磨头,可保证工件一次安装后完成粗、精两道珩磨工序提高加工精度。而采用非接触式气动测量,使珩磨头在加工中实现自动测量,避免了接触式测头对工件的划伤及测头的磨损,同时又减小了机床振动、热变形等对测量精度的影响。因此,双进给珩磨头的灵敏度对加工质量的影响非常大。通过ANSYS软件建模对不同结构参数的珩磨头进行实际加工应用实验,力学分析及灵敏度分析以便简化计算的结果,从而得出影响双进给珩磨头刚度的关键因素,得到结构参数对加工质量影响的规律。     

BFPC填充结构机床立柱设计及其性能分析

为探索提高机床静、动、热态性能和轻量化从而满足机械制造向着高效率、高精度和高自动化程度方向发展需求的新途径,以某立式加工中心的立柱为研究原型,以满足刚度要求和轻量化为约束条件,设计了玄武岩纤维树脂混凝土(BFPC)填充结构机床立柱。利用ANSYS软件对两种结构立柱的静、动、热态性能进行仿真分析,对其轻量化及所需铸铁量进行计算。并将其结果进行对比分析,结果表明,BFPC填充结构机床立柱可在保证轻量化的同时提高机床静、动及热态性能,并有利于实现机床制造的节能减排和绿色环保。     

数控机床立柱结构有限元分析与优化设计研究

立柱是机床基本的零部件之一,其静动态特性对机床整机的性能有很大影响。为保证机床的静动态特性及工件的加工精度,运用SolidWorks三维软件和Ansysworkbench有限元分析软件时立柱进行了静力学分析和模态分析。根据仿真分析结果,针对立柱的薄弱环节进行相应的结构改进优化,并对改进后的立柱进行静动特性分析。仿真结果表明：改进后立柱的变形量减少了7．6％,一阶模态频率提高了27．4％,同时质量减小了26kg,静动态特性得到了明显提高。为数控机床静动态性能的提高提供了理论依据。     

一种新型立式机床结构改进方案

普通立式机床和龙门机床中,床身水平放置,床身上设置工作台,可沿床身导轨转动或移动,床身左右设置立柱,横梁和交叉导轨设置在立柱上方,刀架或者加工主轴放置在横梁上。现有结构存在以下问题:刀架偏置使切削受力不合理,容易出现横梁大的形变影响加工精度;热平衡缺陷,加工过程中由于刀具切削发热,主轴电机热量无法对称扩散,造成横梁、立柱受热不均匀变形,影响加工精度。文中提出一种新型立式机床结构,采用对称设置,在不增加机床结构尺寸前提下,保证热平衡,极大减少机床加工过程中受热结构变形,提高加工精度,具有一定的推广价值。     

基于克里金插值的机床空间误差测量与补偿方法研究

提出了一种基于克里金插值的机床空间误差测量与补偿方法。机床加工精度一般受切削力、热变形和空间误差的影响,为采集机床空间误差样本,提出了一种基于克里金插值的测量方法,利用激光跟踪仪测量给定点的空间误差,通过克里金插值计算给定点之间的空间误差,并进行了机床空间误差测量实验。结果表明,克里金插值的计算精度明显高于线性插值,有效提高了空间误差测量精度。为实施空间误差补偿,通过对机床误差模型进行分步解耦,开发了空间误差补偿器,并进行了机床空间误差补偿实验。结果表明,机床主轴在X轴方向的变形量为025μm,实施空间误差补偿后,某工件平面加工后的最大轮廓误差由15μm减小到了5μm。该补偿方法为提高数控机床的加工精度提供了一种有效途径。     

数控机床热变形误差研究及补偿应用

热变形误差是影响机床加工精度的重要因素之一,通过误差补偿的方法可以提高机床的加工精度。研究了通过实时补偿热变形误差提高数控机床加工精度的方法,阐述了热误差的基本原理,介绍了热误差的测量方法。采用模糊聚类的方法来布置测温点,利用多元线形回归方法建立了机床热变形与温升之间的数学模型。在PLC补偿系统的作用下,在加工过程中对XH718数控机床进行实时补偿。实验结果表明补偿效果很好。     

机床热误差微机实时补偿技术

一、前言 随着生产自动化的飞跃发展,精密加工技术的广泛应用,对数控机床和高精度机床的需要日益增多。机床在加工过程中,由于受到内、外热源的影响,导致了刀具和工件相对位置的改变,从而影响了机床的加工精度和生产效率[1][2]。改善机床热特性,减少或补偿机床热变形有多种不同的方法。如油雾空气混合润滑;恒温油强制冷却;热源尽量远离机床;采用隔热装置以及设计热对称结构等等。但这些方法,往往使机床结构复杂、成本高,占地空间大。 为了解决数控机床上的热变形问题。日本、联邦德国等国家,七十年代中期开始,着手研究了利用数控系统的控制…     

基于有限元的机床导轨热误差分析

机床热误差是影响高精密机床加工精度的重要因素之一,而目前对机床热误差的分析比较少,以机床导轨为研究对象提出了一种结合有限元理论的导轨热误差确定方法,将数值模拟技术和实际测量实验相结合,利用实验测量数据修正有限元分析边界条件,从而得到准确的导轨热变形计算结果,证明了该热误差确定方法应用到实际机床导轨热误差确定和补偿方面的...     

立式加工机床刚度有限元分析

本文对影响机床精度的静刚度的受力变形组成进行分析,应用有限元技术对某型立式加工机床首先进行整体静刚度的分析,以验证设计是否满足机床刚度要求。对分析结果加以分析比较,识别出刚度较小的部件并加以重新设计,提高部件刚度从而提高机床整体静刚度,以保证和提升机床静态性能。