高效精密磨床动静压主轴回转精度的测试研究

为提高数控磨床的磨削性能,应用美国Lion Precision公司生产的主轴回转精度测试仪,对一台高效精密数控磨床砂轮动静压主轴系统的回转精度进行测试,结果表明该砂轮主轴系统的回转精度较高。综合主轴的旋转精度、静刚性、抗振性、热稳定性研究结果,可以验证该磨床砂轮主轴的性能较为优良。     

机床热变形误差的混合输入动态模型

分析了影响机床温度场因素。在切削热较小的情况下,机床主轴箱附近的温度场主要受主轴转速的影响,而环境温度的变化等其它因素对其影响较小。在此基础上提出一种机床热变形误差的混合建模方案,即同时采用温度场和机床的主轴转速为模型的输入,这样即可在保证模型预报精度的前提下减少温度测点数量,以方便应用,又可提高模型的可靠性。     

基于主轴转速寻优调整的再生型切削颤振自动控制

提出一种实用的通过主轴转速寻优调整对再生型切削颤振进行自动控制的方法.机床主轴前后两转切削颤振信号相位差的最优值为270°,如果切削过程即将发生颤振,可以通过调整主轴转速使相位差为270°把切削过程由不稳定区调整到稳定区.理论分析和试验结果表明,主轴转速寻优调整方法可以有效地控制再生型切削颤振.文中同时提出了一套性能可靠的主轴转速寻优控制系统,其再生型颤振控制方法不需要对机床系统进行辨识,实施起来简单易行,故具有广阔的生产应用前景.     

主轴失准条件下的半球谐振陀螺电刚度补偿方法

半球谐振陀螺是一种基于哥氏效应的固体波动陀螺,具有高精度、长寿命、高可靠性的优势。频差直接影响着陀螺仪表的测量精度。针对存在主轴失准角的情况,文章建立了包含主轴失准角在内的完整电刚度补偿动力学模型,并给出了不同失准角度下谐振子电刚度补偿方案以及仿真结果,仿真结果表明,利用多电极组合补偿的方法能够实现主轴失准条件下的残余频差的完全抑制,为谐振子频差的电刚度补偿方法提供了借鉴。     

非比例循环加载条件下砂土的变形特性

采用香港科技大学的空心圆柱扭剪仪对砂土进行了剪应力幅值和应力主轴耦合循环变化的非比例加载排水试验.试验控制条件为:在剪应力幅值周期性变化的同时应力主轴相对试样的沉积方向在0°~180°之间循环旋转.着重分析了这一复杂非比例循环加载条件下砂土的变形特性,包括3个正应变分量的发展、剪应力剪应变关系以及体应变随循环周数的变化关系.其中体应变的主要规律为:随循环周数的增加,砂土的体缩应变不断累积,但累积速率呈递减趋势.试验同时发现剪应力幅值的变化幅度对砂土的变形特性有显著影响.     

局部旋转惯性对转子系统动力特性的影响

提出了基于质心和惯性主轴空间位置的转子旋转惯性描述方法,推导了旋转惯性载荷在不同运动状态下的完整表达式,建立了考虑轮盘质心横向运动和惯性主轴角向运动的连续梁转子模型及运动微分方程。分析表明：高转速下轮盘具有“质心自动定心”与“惯性主轴自动掰正”的趋势,这种旋转惯性将提高转子系统正进动模态频率,并增大转子支点动载荷,盘-轴连接局部角向刚度是决定其影响程度的关键。在此基础上,解释了高转速下转子支点动载荷随转速提高而持续增大的原因,探究了盘-轴连接局部角向刚度对转子系统固有特性和动力学响应的影响规律,为高转速复杂结构转子动力学设计与振动故障排查,提供了理论支撑。     

界面连接多盘转子旋转惯性模型及动力响应特性

针对工作在超临界状态下带有界面连接的多盘转子系统,采用惯性主轴偏斜描述质量分布,考虑各轮盘旋转惯性载荷随转速和弯曲变形变化的特征,建立了高速多盘转子力学模型。在定量描述加工/装配误差和连接结构接触状态影响下各级轮盘质量分布的基础上,探究了转子动力响应及支点动载荷幅值和相位随转速的变化规律。理论模型及仿真结果表明：在超临界状态下,转子旋转惯性力矩会使支点动载荷幅值随转速继续增大;而高转速状态下,连接结构接触状态的变化可能使多盘转子的质量分布发生改变,转子惯性主轴趋近旋转中心线,转子所受的旋转惯性载荷减小,体现出振动突降的响应特征。     

大型数控龙门桥式加工中心的研制

针对船舶、航空、轨道交通、核电等行业的大型零件加工需求,研制了大型数控龙门桥式加工中心,3个移动轴行程为3m×5m×0.8m,可实现O.02mm的镗铣加工精度.通过对加工中心若干技术研究集成,使之具备以下重大特点:(1)研究伺服电机解耦控制方法及双驱动同步技术,保证横梁在两侧桥式立柱导轨上的精确同步纵向移动;(2)通过旋转螺母丝杠结构分别独立驱动双主轴头在横梁上的横向移动,实现双主轴独立加工;(3)利用双回转摆动铣头附件及控制系统集成,实现大型零件的五轴数控加工.所研制的加工中心具有工作台承重大、加工效率高、使用方便、自动化程度较高等特点,已成功用于生产.     

基于遗传算法的新型四轴混联机床优化设计

基于模块化设计技术,提出了一种完全由直线电机驱动的新型四轴混联数控机床,并介绍了其基本结构型式。以该机床并联主轴模块为研究对象,建立了主轴机构运动学方程,并给出了机构的雅克比矩阵。同时,基于遗传算法,以机构的灵巧度为目标对机床主轴进行了优化。经仿真验证表明:机床并联主轴在整个工作空间内操作性能得到了较优的改善。     

超精密车床主轴回转误差运动的动态测试

介绍了两点误差分离法动态测试超精密车床主轴回转误差运动的方法,建立了数学模型并进行了仿真,研制了测试系统。实验表明该测试系统操作方便,性能稳定,测试精度良好。