基于有限元的机床导轨热特性研究

在高速高精度机床切削加工过程中,导轨在多种热源的作用下会产生热变形,影响工件与刀具间的相对位置,造成加工误差。找出导轨热位移较大的点,并分析其对加工精度的影响,对于减小加工误差、提高加工精度至关重要。在对导轨热边界条件进行分析的基础上,应用有限元分析方法,建立了立式机床主轴导轨的有限元热变形分析模型,并进行了热变形分析,为分析导轨热变形对加工精度的影响提供了依据。     

滚刀位置对花键齿形误差的影响及对刀装置

影响花键齿形误差的因素,有滚刀的齿形及齿距误差、工件的等分误差(由刀具、夹具或机床引起的)、工件和刀具的相对位置误差等。一、误差分析和计算在滚切花键时,为了使花键齿形两侧面对称,必须要求滚刀的某一齿的对称中心线和被加工花键轴的     

基于FANUC 31i的主轴热变形补偿方法

主轴高速旋转时,主轴轴承内外环高速摩擦产生大量热量,这些热量使主轴轴向和空间姿态发生变化,产生热伸长、热倾斜和热漂移等形变,这些形变又引起刀具与工件相对位置发生变化,导致工件加工精度变差。采用五点测量法对这些形变量进行测量,生成主轴温升与热变形的误差曲线,再根据误差曲线编制数控系统可执行的C语言热补偿程序或PMC热补偿程序,数控系统根据温差变化自动更新外部机械原点偏移量,纠正刀具与工件的相对位置偏差,可有效减小主轴热变形引起的误差,提高工件加工精度。     

车床导轨直线度检测的技术分析

车床在加工工件时，刀具相对于工件的成形运动一般都是通过导轨完成的。导轨是机床上确定各机床部件相对位置关系的基准，也是车床运动的基准。车床导轨的精度要求主要有三个方面：在水平面内的直线度；在垂直面内的直线度；前后导轨的平行度（扭曲）。因此，工件的加工精度在很大程度上取决于车床导轨的精度。然而，车床导轨在切削力、夹紧力、重力、热变形、长期地磨损等作用下，会产生相应的变形，从而破坏刀具和工件之间正确的相对位置，使工件的加工精度下降。     

基于外部机床坐标系偏移的热误差实时补偿

基于数控系统的外部机床坐标系偏移功能，通过修改数控系统中的PLC程序，将数控机床的热变形误差，即工件与刀具间的相对热运动值读入数控系统，利用外部机床坐标系的偏移而实现热误差的实时补偿，开发研制了高精度、低成本、满足实际要求的热误差实时补偿系统。经实际生产应用，机床的加工精度得到了大幅度提高。     

数控插齿机的误差建模与误差补偿解耦

为提高数控插齿加工精度,需对其误差进行补偿。通过分析插齿机床的运动特点,建立了插齿机运动模型;基于机床误差运动学原理,推导出用齐次变换矩阵描述的刀具相对于工件的误差模型;基于小误差补偿运动假设和微分变换原理,对各轴运动副的误差补偿量与刀具相对于工件的位置及方向误差模型间存在的耦合关系进行了解耦,获得了影响插齿加工精度的各运动副位置或方向误差补偿量。     

自动车床上用的攻丝夹头

当在卧式多轴的自动和半自动车床上用板牙、丝锥或螺纹切头切4～6级精度螺纹时,由于在加工时机床主轴线和刀具轴线产生偏移(可达0.5～0.6mm或更大),以及调整机床时的传动链误差,使刀具和工件在相对位置上出现了轴向、径向和角度误差。     

多轴数控机床几何误差的软件补偿技术

论述了在“华中Ｉ型”数控系统中开发的数控机床几何误差的软件补偿技术。分析了各轴的误差元通过运动链传播的建摸问题和其对切削刀具在机床工作空间中的姿态误差的影响;建立了机床结构的每个误差元和切削刀具相对工件位置误差相联系的通用数学模型;采用激光干涉仪直接测量的方法来获取误差模型中各个误差元参数,提出了一种测量机床运动部件滚摆角的新方法;测量点的误差参数被存储在计算机内,在测量点之间采用线性插值来获得补偿点的误差参数。数控系统每８ｍｓ中断一次,读取与补偿点相关的位移和转动误差参数以及刀具的参数,利用误差模型计算刀具相对工件的误差在各个运动轴上的误差分量,该误差分量被数控系统叠加到各运动轴的指令位移上,使各个运动轴产生附加的运动,从而实现数控机床几何误差的软件补偿。对比试验表明该补偿技术能使数控机床的几何误差减小７０％。     

滚齿加工误差的诊断分析与补偿系统研究

阐述了在滚齿时，通过分析测得的齿距偏差△fpt与基节偏差△fpb来诊断刀具，机床和工件方面的，即当△fpt超差时，则应从机床和工安装方面查找误差源。并介绍了滚齿加工误差补偿系统的组成及工作原理。     

万能压板的结构设计与应用

加工工件时,为了达到所需的形位精度和尺寸精度,在加工前必须要先确保工件的被加工面相对刀具有准确的位置,同时由于工件定位后,在加工过程中还要受到切削力、惯性力以及工件自重的作用,使工件产生位移,从而破坏工件已定好的位置。为了使工件在加工过程中始终保证被加工面与刀具之间的相对准确位置,必须保证工件在加工过程中相对机床工作台的位置不发生变动。     

Spindle with built-in acoustic emission sensor to realize contact detection

Recently, the demand for realizing micromachining through small-diameter tools has increased. When performing microfabrication using a numerically controlled machine tool, a machining error may be introduced if the relative position of the tool tip and workpiece surface deviates during tool change. Therefore, it is critical to determine this relative position in an actual machining condition at a specific spindle speed. We are currently developing an air bearing turbine spindle with a built-in acoustic emission sensor that can detect the contact of the tool tip with the workpiece surface in real time. The acoustic emission (AE) signal generated at the tool tip can be accurately detected by placing the AE sensor in direct contact with the tool end surface inside the main shaft floated by air. In this study, we investigated the possibility of contact detection between the tool tip and the workpiece surface at the submicrometer level through the proposed spindle. The results of the performed evaluation experiments indicated that by using the spindle with a built-in acoustic emission sensor, the contact of the small-diameter tool tip with the workpiece surface could be detected with damage to the workpiece at the submicrometer level on average.     

基于通用五坐标数控机床螺旋锥齿轮NC加工研究

基于空间面共轭原理,确定齿轮切齿矢量关系,建立了螺旋锥齿轮的齿面矢量方程。利用空间坐标系的变换,确定出刀具相对工件的位置和姿态,实现刀具与工件的相对运动,从而将传统的螺旋锥齿轮机床加工调整参数转换为适合NC机床加工的运动参数,进行了五轴加工的刀具扫描体计算,在计算机上,对螺旋锥齿轮数控加工进行了仿真,给出了相应的计算和实验结果。在通过五坐标数控机床上实现螺旋锥齿轮加工,确定出螺旋锥齿轮NC加工方法。     

Application of time delay resonator to machine tools

Undesirable vibration can negatively affect the performance of machineries. In case of a machine tool, it negatively affects machining accuracy and tool life. Performance may be improved at the design stage by increasing machine stiffness. However, this is difficult to accomplish with existing machines. This paper implements a delay resonator (DR) on model of a typical machine tool to minimize relative vibration between the cutting tool and workpiece during machining process. The DR is a tunable vibration absorber which converts a conventional passive absorber into a marginally stable resonator. This structure absorbs all the vibratory energy at its point of attachment. A strategy called ??Stability charts?? is used not only to resolve the stability question but also to find out gain and time delay of the absorption. Results show that relative motion between cutting tool and workpiece is reduced significantly.     

基于PC控制的数控车削精加工对刀谬误修正

数控加工前，必须进行对刀。精加工的对刀要求十分严格，各项影响刀具与工件相对位置关系的因素都要考虑清楚。文章着重分析了对刀中普遍存在的两种不恰当做法，对数控精加工有着重要的意义。     

考虑热误差的双转台机床工艺误差谱预测方法

五轴数控机床的几何误差和热误差是影响工件加工精度的两个重要因素,对这些误差因素进行分析可以有效提高薄壁件工件的加工精度。本文首先基于齐次坐标变换法,建立了双转台五轴数控机床的旋转轴几何误差模型;然后基于对标准球进行在机接触测量,辩识得出两旋转轴的12项几何误差,这些误差考虑了两旋转轴之间的相互影响和其热误差的影响;最后分析五轴数控机床加工空间的几何误差场,在该加工空间内几何误差从中心到外侧逐渐增加,当A轴旋转角度增加时,误差的最大值也随之增加。与其它位置误差辨识方法相比,本方法的测量精度符合加工要求,测量时间只需要30 min。     

对刀建立工件坐标系在数控加工与数控编程中的应用

对刀建立工件坐标系是数控加工操作的重要内容.正确的对刀操作,建立工件坐标系,编制符合加工工艺要求的数控程序,这是零件加工精度的保证,也是实现数控机床高精度和高效率的基本要求.从数控加工的对刀技术与程序编制的理论要求和实际应用两个方面进行了分析与探讨.     

并联机床加工性能的实验研究

研究和验证了BJ-04-2(A)型并联机床的加工精度与加工表面粗糙度。研究手段是选择国家标准样件进行加工实验,样件加工采用一次装夹,运用端面铣削、侧刃铣削、钻削和镗削的方法加工而成。实验数据结果的分析表明,BJ-04-02(A)型并联机床加工精度中,直线度基本满足国家标准的要求,其它精度指标则未达到标准的要求,加工的表面粗糙度相当令人满意。     

大型工件球面的加工方法

大型工件因质量重、体积大,进行球面加工时费时、费力。如果在普通机床上进行数控改造,则投入较大。笔者介绍了对普通机床进行小的改造,便可实现大型工件球面加工的改造方法,改造后安装方便,使用简单,操作容易,费用低。在没有数控设备的情况下,是加工大型工件球面的一种好方法。     

楼梯扶手弯头数控加工方法的精度分析

针对应用数控机床加工楼梯扶手弯头时,影响楼梯扶手弯头加工精度因素的问题,从影响机床的精度因素方面,影响机床刀具和工件之间的相对位移关系因素中的刀具半径补偿功能及欠切量、过切量等方面,分析了影响楼梯扶手弯头加工精度的原因,并对具体原因提出了相关的解决措施。