用补偿变量法加工双变量螺杆的研究

利用补偿变量原理研制成一种新的加工变深变距螺杆的工艺装置，该装置保持了机床原有性能，采用曲线靠模和摆杆滑块机构输入补偿变量，变刀具匀速进给为变速运动实现双变量螺杆的加工。     

如何加工变螺距螺杆

详细论述了在FANUC 0i Mate-TB数控系统的经济型数控车床上利用宏程序加工变螺距螺杆所要解决的几个关键问题:1.用宏程序加工变螺距螺纹;2.如何用粗精车两把螺纹刀加工变螺距螺纹不乱扣;3.如何用宏程序加工宽螺旋槽和窄螺纹的螺杆。上述三个关键问题的解决,使加工变螺距螺杆变得轻而易举。     

变距供送螺杆数学模型的研究

以3段式变距螺杆为研究对象,通过对原数学模型仿真,找到螺杆螺旋线存在干涉的原因。依据供送容器的输送方式,推导供送变距螺杆新数学模型,仿真发现新数学模型可消除供送过程中出现的“挤瓶”现象。采用实测和仿真结合的方法,通过现场测试数据和仿真提取数据比对,验证了新数学模型的正确性。     

异型螺杆CAD/CAM的研究

讨论了在CAD／CAM系统中几种异型螺杆造型和加工的方法．首先提出利用UG里表达式功能和包裹功能，生成变螺距的螺杆螺旋线的展开线，并用它包裹圆柱生成螺旋线的方法．然后讨论了自动生成加工程序和代码的方法．最后利用生成的加工代码在数控车床上加工出变螺距螺杆的样品。     

复杂截面螺杆数控铣床包络法加工研究

针对成形法在加工一些变螺距、变深度、变螺棱等复杂的螺杆时存在加工精度低、加工效率不高的缺陷,提出了用包络法加工复杂截面螺杆.文章从数控包络原理出发推导出了变深变螺距螺旋面方程,并将此方程编入数控程序当中,通过加工实例论证其可行性.结果表明:在加工参数相同的条件下,原来的铣床加工600 mm的螺旋槽至少需要50 min,运用包络法原理加工需要45 min,且加工精度明显高于前者.     

用宏程序加工变螺距螺纹

介绍如何使用GSK980TDB系统的数控车床用B类宏程序加工牙等槽变距及槽等宽牙变距螺纹的方法和过程,并给出具体加工程序,为加工同类型件提供参考.     

螺杆转子5轴旋风式铣削的刀轨规划研究

根据螺杆转子的形素信息特征 ,提出了螺杆转子 5轴卧式数控旋风式铣削加工的新技术。研究了铣削加工刀具轨迹规划中的走刀步长、走刀步距和刀具姿态等参数以及转子螺旋曲面的几何特征以及螺杆转子的 5轴旋风式数控机床铣削原理等问题。此旋风式铣削技术是在走刀过程中实时地改变刀具的轴心线绕切触点工件曲面外法线向量转动的角度 ,即调整 5轴卧式数控机床沿第四、第五轴方向转动的角度来实施铣削加工。螺杆钻具转子表面是一种基本几何特征仅取决于其生成母线的特殊三维空间曲面 ,其端面截形的成形精度是决定螺旋曲面加工质量的主要因素。实际试样切削表明 ,5轴旋风式铣削技术是复杂螺旋曲面快速、高效、精确制造的一种可行技术 ,其成形精度高。在相同表面粗糙度要求的条件下 ,相对于普通 3轴数控机床 ,可使刀具切削行程减少 8.5 %～ 12 .0 % ,加工时间缩短 10 %～ 15 %。     

ACAD自由曲线数控加工刀触点数据创建方法研究

提出了创建AutoCAD自由曲线上数控加工刀触点坐标数据的步骤和方法。第一步利用AutoCAD的图形绘制和编辑功能,给出了定距等分、定数等分和定ΔX（或ΔY）等分自由曲线三种方法,获得等分点;第二步利用AutoCAD的图形交换文件,生成包含等分点坐标的图形数据交换文件;第三步用接口程序处理图形交换文件.DXF,提取自由曲线上数控加工刀触点坐标,生成数据文件,是为数控加工的刀触点轨迹提供精确的原始数据的一种有效方法。     

螺杆转子磨削及计算机数控砂轮修整

为了实现异形螺杆转子在数控螺杆转子磨床SK7032的磨削加工,并对螺杆转子的磨削精度进行评测,提出了一种分段的计算机数控(CNC)砂轮修整方法和确定分段间隔的方法。依据砂轮回转面与被磨削螺杆转子螺旋面的相切条件,推导了二者的空间接触线方程,用接触线方程计算了磨削螺杆转子所需的砂轮截型。采用不同的安装角和中心距对同一螺杆转子型线所对应的砂轮截型进行计算,计算结果对比表明,安装角是机床的敏感参数,中心距变化1mm引起的砂轮截形误差小于1μm。由此也得到了分段CNC砂轮修整方法所对应的合理分段计算间隔,即相邻两次计算砂轮截型的中心距差值应小于1mm。将某型螺杆空压机的阴转子在SK7032转子磨床上进行磨削,磨削后的转子型线检测结果显示:与理论型线相比,采用分段的CNC砂轮修整方法磨削后的型线误差在±10μm以内。该研究可为SK7032数控螺杆转子磨床的功能实现和螺杆转子的磨削提供参考。     

异型挤出螺杆的数学模型

分析了挤出机的异型螺杆形状特点及螺杆螺旋型面成型方法,建立了几类异型螺杆的数学模型.该数学模型适用于异型螺杆的参数化设计及螺杆数控加工、编程需要。     

基于旋量理论的上肢康复机器人Kane动力学方程

引入基于旋量理论的运动旋量、力旋量及偏速度旋量等概念,推导得出五自由度上肢康复机器人的Kane动力学方程.结果表明,采用旋量理论分析机器人更加简明有效,比建立局部坐标系的D-H法更简易.Kane方程的求解只需加、减、乘运算,与拉格朗日、牛顿-欧拉等非线性动力学方程相比,计算效率更高,更易于实现实时控制.通过仿真研究了机器人各关节从初始位形到准备位形的角位移、角速度、角加速度以及驱动力矩,验证了基于旋量理论的Kane方程的正确性和有效性.     

中空行星滚柱丝杠副热变形研究

针对螺纹啮合摩擦生热和轴承旋转摩擦生热两类主要热源,分别计算了中空行星滚柱丝杠副热边界条件。基于有限元方法,建立了中空行星滚柱丝杠副等效热分析模型。分别研究了丝杠在无冷却、水冷却和油冷却三种情况下的热分布;以及油冷却下,不同冷却液流量和丝杠转速对热变形的影响规律。研究结果表明:水冷效果比油冷效果好,三种情况下轴承处的发热最为严重。冷却液流量的增加能够显著降低丝杠温升,并减小热变形。丝杠转速越大,温升和热变形越大。研究结果可对中空行星滚柱丝杠副冷却方式选择、温度控制和热误差预估提供参考。     

输出偏心载荷的滑动螺旋传动计算方法研究

在热发射领域需要锁弹机构锁紧和推动导弹,通常采用自锁型滑动螺旋传动。在以往的研究设计中,螺旋传动的输出载荷一般通过螺旋传动中心,缺少输出偏心载荷时滑动螺旋传动的计算方法。通过建立某锁弹机构的受力模型,利用理论力学分析方法得出了输出偏心载荷时螺旋传动输出作用力与驱动力矩之间的计算公式,并通过有限元仿真计算和原理样机试验验证了该计算方法的正确性。研究成果表明,对于输出偏心载荷的滑动螺旋传动,必须考虑载荷偏心所带来的附加力及其摩擦影响,可以利用理论力学和有限元仿真的计算方法,为机构设计时判断驱动力矩与输出载荷提供支持,对相关专业产品具有借鉴意义。     

ANSYS在食品双螺杆挤出机理论分析中的应用

介绍了食品双螺杆挤出机熔融段流体物料的一种新的研究方法,这种方法是基于一种假定的区域和一种网格划分技术,借助于一个大型有限元分析软件-ANSYS,对食品双螺杆挤出机熔融段进行模拟计算,或在食品双螺杆挤出机的结构设计等理论分析中进行应用．     

基于流形距离的滚珠丝杠副性能评估

滚珠丝杠副的正常运行对于保持数控机床稳定性和加工性能具有重要意义。因此,滚珠丝杠副的性能衰退过程评估在健康管理工作中显得尤为必要。考虑到滚珠丝杠副运动的往复性,振动信号的非平稳性和非线性,常规特征提取方法难以直接提取其准确特征。研究了利用数据分段,模糊熵、典型时域特征流形距离进行滚珠丝杠副健康评估的方法。首先,针对原始振动信号进行数据分段处理,区分出滚珠丝杠副滑块正反向运行数据。其次,对分段后同一方向数据提取原始信号的模糊熵和典型时域特征进行多特征融合,构建特征空间。然后,将提取特征归一化计算正常数据与样本数据的流形距离。最后,将流形距离转换成置信值,从而得到滚珠丝杠副的健康程度。试验结果表明,所采用评估方法能够有效评估滚珠丝杠副的性能,为其视情维修提供依据。     

ANSYS在螺纹发热仿真中的应用及试验验证

在弹药拆卸的军工作业中,需要对螺纹连接的引信与传爆管旋卸时的温升进行准确的预测,从而提高旋卸工作的安全性。文中提出一种基于ANSYS的模拟螺纹旋卸时发热及温升的方法,通过仿真结果与试验结果的比较,确定螺纹的热生成率,从而准确地预测出螺纹在旋卸过程中的温升,提高了作业的安全性,为解决此类问题提供了一种新的方法和思路。     

基于Herschel-Bulkley流变模型的 盾构螺旋输送机保压性能

为准确预测土压平衡式盾构螺旋输送机的保压性能,假定渣土为黏塑性流体材料,对螺旋输送机的进出口压差进行了理论分析,从能量转化的角度解释了保压能力的来源.采用计算流体力学模拟方法对螺旋输送机内渣土的运输进行了定常流计算,其中Herschel-Bulkley模型用于描述渣土材料的流变行为,且运用多重参考系法充分考虑了螺旋叶片的旋转作用,得到了渣土流变参数及螺旋输送机工作参数对保压性能的影响规律,并将模拟结果与室内模型试验结果进行了对比.研究表明:渣土的屈服应力、黏度指数及幂律指数越大,螺旋输送机保压性能越优异,其中黏度指数及幂律指数的影响较为明显;螺旋输送机机械能损失量与螺旋转速和出渣效率基本成正比,转速越快,出渣效率越高,则保压性能越优异,可用二元线性回归模型估测机械能损失量与螺旋转速和出渣效率之间的关系;模拟结果与试验结果的趋势基本一致,Herschel-Bulkley流变模型用于计算螺旋输送机保压性能基本可靠,但模拟结果对保压性能的预估偏保守.基于数值计算结果,提出了螺旋输送机保压性能的优化流程.     

COREX竖炉螺旋结构对物料运动影响的DEM模拟

基于离散单元方法建立了三维COREX-3000竖炉模型,通过模拟研究比较了宝钢螺旋与设计的均匀下料螺旋的下料均匀性指数、物料流型和物料下降速度在炉内的分布.结果表明,宝钢螺旋的下料均匀性指数在第1节到第5节螺旋上都较小,最大值在第4节螺旋上为0.36,而设计螺旋的下料均匀性指数在整个下料段都接近1,在理论上达到了均匀下料的目的;从宏观上看,设计螺旋在整个竖炉高度上的物料流型比宝钢螺旋更均匀;在围管下方设计螺旋沿竖炉径向的下料速度比宝钢螺旋均匀,在围管上方螺旋结构对物料下降速度的影响很小,下料模式接近活塞流.     

基于神经网络PID的丝杠运动误差控制

针对丝杠传动系统具有非线性及缓时变的特点,使用了BP神经网络PID控制器,该控制策略能在线调整PID控制参数.为了改善常规BP神经网络收敛性慢和系统不稳定的现象,提出了误差函数在线调整学习率的方法,建立了丝杠传动系统被控对象的数学模型,并给出了具体的控制算法.在先进制造过程对象试验平台（AMPOT）上进行了丝杠运动误差补偿试验,试验结果表明,该控制方法可将丝杠的运动误差减小50%～60%.     

同向双螺杆挤出熔融理论研究中对啮合区的处理

对啮合区的处理是同向双螺杆挤出理论研究中的难点之一。采用能量法计算啮合区对熔融过程的影响,并将这一影响引入熔融过程的非啮合区理论模型中,获得了比较接近实测数据的计算结果。