结合POE旋量理论的三轴立式加工中心几何误差建模方法

以三轴立式加工中心为研究对象,提出一种基于指数积(Product of exponential, POE)旋量理论的几何误差综合建模方法。首先根据误差和旋量的几何定义建立3个旋量来表示各个轴的6项基本几何误差元素,综合3个旋量建立各个轴的误差POE模型;其次在POE建模时考虑垂直度误差,根据垂直度误差的几何属性提出获得垂直度误差POE模型的两种方法;此外根据机床拓扑结构确定旋量和相应指数矩阵的相乘次序,建立综合几何误差POE模型。最后在某三轴立式加工中心上进行建模实验,结果表明本文方法足够有效和精确,根据综合误差模型得到数控机床的误差场。     

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。     

基于数字摄影测量的槽式太阳能聚光器结构检测方法研究

提出了利用摄影测量技术对大型槽式太阳能聚热器支架几何量进行测量的方法。首先,建立影响截断因子的托片位置和法向量、吸热管支撑点位置和旋转轴等几何量的数学模型;其次,通过仿真确定在满足聚热效率的前提下各几何量的最大容许误差;再次,设计测量附件,并结合各几何量的最大容许误差和误差传递模型,计算测量附件的加工精度;最后,利用测量附件,通过摄影测量法计算待测几何参量,并求解误差量。将测量附件和数据分析方法应用于轻型槽式太阳能聚热器支架的几何量测量,并将结果同激光跟踪仪进行对比,得到摄影测量法的点位误差在x、y、z三个方向的标准差分别为0. 140mm、0. 083mm和0. 102mm,角度误差的标准差为0. 144°。根据摄影测量的结果对支架进行调节,结果表明:摄影测量法满足大尺寸的几何量测量高精度要求,能够为槽式太阳能支架的加工、安装及检测提供理论依据。     

数控机床两种几何误差建模方法有效性试验研究

数控机床在制造行业中有着广泛的应用,数控机床精度对保证被加工零件质量起着关键作用,对机床平动轴几何误差进行补偿是进一步提升数控机床加工精度能力的重要手段。几何误差建模是几何误差补偿的基础,通常采用18项或21项几何误差建模方法,基于这两种建模方法,进行误差检测、辨识与补偿。但这两种建模方法对误差补偿的不同影响还没有系统的验证研究,根据验证结果指导采用更适宜的几何建模方法,对于改善误差补偿效果有着至关重要的意义。通过已经建立的数控机床的两种几何误差建模方法建模,开展了基于这两种误差模型的数控机床平动轴几何误差检测、辨识和补偿的仿真和试验研究,并对这两种误差补偿的有效性进行了系统性的分析比较。试验研究发现,18项几何误差建模方法能够精简地描述三轴数控机床的全几何误差项,21项几何误差建模方法则存在3项冗余角度误差项,造成精度预测模型的准确性降低。当通过建立精度预测模型进行机床空间误差补偿,试验研究发现采用18项几何误差建模方法的误差补偿效果优于采用21项几何误差建模方法的误差补偿效果,即18项几何误差建模方法更适用于三轴数控机床几何误差的软件补偿方法。该研究结论对于进一步提升数控机床加工精度的能力具有理论和实际的指导意义。     

基于最小作用原理的轨迹多维空间动态控制

根据最小作用量原理,探讨运动方法实现几何轨迹的内在原理,解决数控加工轨迹的几何精度和动态精度控制问题.根据最小作用量原理,计算传统的轨迹控制方法的作用量,表明插补方法就是严重违反自然法则.采用泛函分析方法分析路径与运动的映射关系,建立运动状态矢量空间,同时度量轨道几何函数及其导数,控制状态矢量误差,监控曲率或高价导数的变化,让速度和微小位移都沿着给定的方向.分析时间和空间的相对性,提出用参考时间控制工艺进程.提出根据几何函数转化的运动方程控制运动的轨迹实现方法.经过试验和仿真,证明该方法作用量最小,能实现几何与运动的综合控制,减少计算次数,提高轨迹精度,增加路径规划对环境的适应能力,是机床轨迹控制的好方法.     

基于几何误差源互补偿的机床公差设计及其应用

针对机床系统几何误差源的最终作用结果存在相互抵消的现象,提出了一种基于机床系统几何误差源相互补偿的机床公差设计方法。该方法以经济加工精度为初始成本界限,通过机床误差建模实现各个几何误差源公差到机床输出精度的映射;根据映射结果的量值和方向,有目的地调整几何误差源公差的量值和方向,使机床几何误差源在加工误差敏感方向上的抵消效果达到最好。以滚齿机YK3610为例,给出了该方法应用过程的基本步骤和关键环节。     

液体静压主轴的回转精度规律及其极限预测

液体静压主轴是精密、超精密机床的核心功能部件,对机床的加工效率、加工精度和加工表面质量具有直接而重要的影响.回转精度是液体静压主轴的关键性能,目前学术界和工程界对回转精度的各种评价指标之间的内在联系尚缺乏统一认识,对回转精度的机理和形成规律尚缺乏深入研究.系统分析了回转精度各种评价指标和测试方法之间的内在联系,明确了不同误差成分的来源和成因;针对现有回转精度评价方法的局限性,提出了"最小峰峰值+同步误差+异步误差"的综合评价方法.系统比较了不同节流方式对液体静压轴承刚度的影响规律,提出了采用可控节流实现高回转精度的方法.建立了可控节流液体静压主轴的流固热耦合模型,实现了轴心运动轨迹形成过渡过程的精确定量仿真,揭示了供油压力、供油压力波动、动不平衡量和轴颈圆度误差对回转精度的影响规律.最后对液体静压主轴可能达到的回转精度极限进行了预测.     

夹具评价在逆向工程中的应用

分析了夹具评价对逆向工程的作用,由于逆向工程中几何测量误差导致夹具设计尺寸可能不精确,为了保证加工精度,需对夹具进行评价.在众多的夹具评价指标中,以定位误差分析和夹紧力估算为例,对夹具进行了必要的工程分析,如果夹具功能满足要求,即便几何尺寸有些误差,也可以使用.     

加工过程几何误差建模与应用

零件加工过程中存在多种误差源,包括零件基准、夹具、机床等等。现有的误差分析模型大多只对单方面的误差因素进行建模,缺乏将各种误差综合起来并统一分析的模型。在误差流模型和机床误差模型的基础上,采用齐次坐标变换的方法,将加工过程中占主要部分并且较为规则的几何误差统一整合到一个误差数学模型中,从全局的角度对误差进行综合分析。根据该几何误差模型可以对零件特征位置误差进行分析预测,对超出误差限制的零件及时停止后续无效加工,或根据预测值计算补偿量从而改进工艺,最后以实例对该模型的应用加以说明。     

数控机床进给系统误差综合补偿

数控机床进给系统的几何误差和热误差是影响零件加工精度的主要因素,为了有效地改善加工精度,提出了一种几何误差和热误差综合预测模型。通过分析进给系统的热误差曲线特征,对机床的几何误差及热误差进行分离。采用最小二乘法对几何误差进行一元四次拟合得到几何误差模型;利用模糊聚类和相关分析对温度测点进行优化,建立热误差模型;将上述几何及热误差模型线性叠加形成综合模型。在一台数控车床上,对机床初始运行、升温及热平衡三个典型阶段进行实验验证,结果表明:进给系统误差综合补偿模型具有良好的鲁棒性,能较大幅度地改善机床的加工精度。     

叶切面最大厚度数值计算与应用

以叶切面最大厚度的数值计算方法为基础,探讨叶切面最大厚度计算的计算机实现,介绍叶切面厚度数值计算法的应用实例.     

Natural frequencies of vibration of a class of solids composed of layers of isotropic materials

In a recent paper, the Ritz method with simple algebraic polynomials as trial functions was used to obtain an eigenvalue equation for the free vibration of a class of homogeneous solids with cavities. The method presented is here extended to the study of a class of non-homogeneous solids, in which each solid is composed of a number of isotropic layers with different material properties. The Cartesian coordinate system is used to describe the geometry of the solid which is modelled by means of a segment bounded by the yz, zx and xy orthogonal coordinate planes and by two curved surfaces which are defined by fairly general polynomial expressions in the coordinates x, y and z. The surface representing the interface between two material layers in the solid is also described by a polynomial expression in the coordinates x, y and z. In order to demonstrate the accuracy of the approach, natural frequencies are given for both a two- and three-layered spherical shell and for a homogeneous hollow cylinder, as computed using the present approach, and are compared with those obtained using an exact solution. Results are then given for a number of two- and three-layered cylinders and, to demonstrate the versatility of the approach, natural frequencies are given for a five-layered cantilevered beam with a central circular hole as well as for a number of composite solids of more general shape.     

磨粉机快辊轴承座加工工艺设计

设计了磨粉机快辊轴承座的加工工艺和具体的工装夹具.利用卧式加工中心加工磨粉机快辊轴承座,辅以能够高效快速夹紧的夹具,既可以保证加工精度,又能够提高加工效率.     

活塞销孔加工工艺的改进

我公司于８０年代末引进Aspera公司年产８０万台冰箱（冷柜）压缩机生产线及软件技术，在压缩机加工中，活塞销孔（如图１所示）的加工是难点之一。用镗床加工，质量一直难以达到要求，废品率很高。后来我们将Aspera公司的加工工艺即精镗后滚光改为精镗后用金刚石铰刀粗、精铰孔，由此解决了这个技术难题。（１）原意大利Aspera公司工艺简述其工艺流程为：钻６．５通孔→扩孔至７＋０．１→粗镗７．４７３＋０．０３６、圆柱度０．０１→精镗至７．９３５＋０．００６、圆柱度０．００２→滚光７．９３８＋０．００６、圆柱度０…     

广州地铁APM列车制动机理分析

根据广州市珠江新城旅客自动运输系统(APM)列车的运行特点,介绍APM列车制动系统的制动方式及其特点,分析APM列车动态制动和摩擦制动的工作机理及其区别和联系,阐明APM列车制动系统的电控制过程和气控制过程,从而为APM列车制动系统的维护和管理提供一定的依据.     

盘丝极心偏对三爪自定心卡盘找标精度影响的分析

三爪自定心卡盘作为机床的主要附件,已有一百多年的发展历史,尽管目前随着数控技术的不断发展,越来越多地需求高速动力卡盘,但三爪自定心卡盘目前仍有一定的市场。 要保证卡盘可靠地夹紧工件,必须使其有可靠的夹持精度;要保持卡盘的精度,必须要严格控制各零部件公差及误差,如盘丝的极心偏。 　　极心偏是形成圆的渐开线的基圆圆心 (极心 )与盘丝内孔中心不同心所造成的偏差值。它对卡盘精度的影响分两种情况,一是卡爪夹持弧采用配磨,二是卡爪夹持弧采用单磨。本文主要探讨配磨时的影响。 　　卡爪夹持弧采用配磨,即每台卡盘整体…     

双丝杠驱动机构同步分析

介绍了双丝杠驱动机构工作原理,论述了双丝杠运动产生不同步的原因以及如何判定与解决同步问题。     

圆柱面素线的直线度公差带解析

详细分析了圆柱面素线的直线度公差带在新旧标准中定义和解释的区别，并从对圆柱面素线实际要素检测的角度，提出了推行新标准的实际意义。     

膨胀套导向机构的设计

通过分析膨胀套在实际使用产生滑移受阻现象、卡死现象原因的实质,并在分析产生问题原因的基础上提出了改进措施即：增加导向机构。     

螺旋桨桨叶叶面加工过程中加工量的计算

根据螺旋桨桨叶曲面加工精度和公差的要求，编制了计算机辅助工艺生成程序，求取了桨叶加工过程的最小打磨量，从而既保证了质量又大大提高了加工过程的效率。