数控机床基础大件精度保持性研究

针对国产机床生产厂家振动时效工艺不规范导致数控机床基础大件精度保持性较差这个问题,提出了一种振动时效工艺参数选择方法。该方法通过模态分析和谐响应分析的方法对振动时效的工艺参数进行合理选择。在此基础上,对两个相同床身分别在原振动时效工艺和新振动时效工艺下进行振动时效的效果评价试验,结果表明,新工艺下的振动时效平均应力消除率为65.1%,原工艺下为38.5%,新振动时效工艺下床身的应力消除率是原振动时效工艺下的1.69倍。由此验证了提出的新振动时效工艺的正确性和有效性,表明该方法能够显著提升数控机床基础大件的精度保持性。     

面向机床整机性能的床身静态特性分析

机床床身作为数控机床的基础支撑件之一,其静态性能对机床性能有重要影响。为得到单个部件的静态性能对整机的影响,以CLFH-200齿轮复合机床床身为研究对象,提出了一种针对机床单个部件性能与整机性能相联系的分析方法,采用Solidworks软件建立整机模型,运用ANSYS Workbench软件建立刚柔耦合有限元模型,利用双因素优选法确定机床床身最佳分析位置,选取刀具位移为静力学分析观测值。结果表明:由床身形变引起的刀具位移为0.004 85 mm,床身最大应力在材料许用应力范围。本文研究为机床单个部件的设计和优化提供了参考。     

振动时效消除金属构件残余应力效果检测

采用盲孔法对几种大型焊接结构进行了未时效，热时效，振动时效前后的残余应力测试分析，证明了振动时效在降低和均化焊接残余应力上，比现有的热时效工效果更好，振动时效是一项可行的新技术。     

振动时效对大型折弯焊管应力的影响

应用振动时效工艺处理大型折弯成型直、弯焊管.结果表明:振动时效对铸态组织(焊缝)有良好的消应力作用,但对于经冷塑性加工的组织消应力效果不理想;时效后焊缝的平均最大主残余应力明显下降,而折弯处的平均残余应力有所升高;弯管中端头和中央部分的残余应力有明显的差别.     

基于Pro/MECHANICA的机床支承件的振动模态分析

通过三维软件Pro/E建立了机床滑座与床身的三维模型,采用Pro/MECHANICA软件建立了有限元计算模型.通过模态分析,计算了滑座与床身1至3阶的固有频率和振型,分析了各阶振动模态的特点,所得结果有利于机床支承系统的动态特性分析和整体设计.     

基于疲劳极限的振动时效激振力的选择

为振动时效激振力的选择提供依据,分析了有残余应力存在的构件在振动时效时的受力类型和特性.通过绘制Goodman受力范围图,确定了振动时效应力幅值与残余应力、屈服强度、对称循环应力作用下材料的疲劳极限之间的关系.当振动时效时机械偏心激振装置的激振力产生的应力振幅σa≤(1-σm/sσ)σ-1时,振动时效不损伤构件,并能取得良好的时效效果.     

振动时效在变压器油箱制造中的应用

分析变压器油箱制造中残余应力产生的原因,通过对比提出有效解决方案-振动时效.     

振动消除大型焊接件残余应力的研究

对焊接试件在时效前后的残佘应力进行了测试比较,阐明焊接件的振动时效和热时效具有相同的作用,均能降低和均化内部残余应力,使工件的尺寸精度获得稳定。通过对大型焊接件的实测,结果表明：采用振动时效处理是可行的,同样可获得降低、均化内部残余应力,稳定几何精度的效果。     

热时效下的机床床身质量评价

机床床身的质量对整机可靠性影响极大,对其进行合理的评价可以指导工艺规程的改进。针对热时效过程下机床床身的质量进行定量评价,提出热时效熵的概念。从5M1E6个方面分析导致床身质量损失的原因,采用模糊综合评价等方法获得对6个方面的初始评价值,然后结合熵权法和基于Vague集的模糊评判得到各影响因素的综合权重,最后基于6个因素的综合权重与初始评价值得到床身质量综合评价值。     

基于有限元法的振动时效数值模拟与分析

利用有限元分析软件ANSYS,模拟了圆管对接焊件的焊接过程,得到了焊件的残余应力场,在合理确定了振动时效工艺参数基础上,对焊件扭转振动方式的振动时效过程进行了数值模拟,分析和探讨了扭转振动方式的振动时效对消除残余应力效果的影响.模拟结果表明:在合理的振动时效工艺参数条件下,扭转振动方式的振动时效能有效减小和均化残余应力,残余应力的减小和均化效果随激振力的增大而增大.     

虚拟数控机床体系结构研究

阐述了虚拟数控机床在虚拟制造过程中的意义．通过对虚拟数控机床应具有的功能特点分析,给出了它的体系结构,并给出了原型系统的工作原理图     

STAR-3数控系统模块式造型设计

在国内机床数控系统造型极待发展的现状下,有必要采用模块式造型设计方法。文中介绍了作者设计的STAR-3数控系统模块造型,从模块的划分,比例分割,色彩设计到模块的组合方式作了详细分析。这一造型设计方法,可集中产品造型设计人员力量,设计标准化,系列化,模块化的造型单元,根据机床主体随意进行组合,构成美观、实用、经济的整机造型,加快数控机床开发。     

齿条双齿轮伺服机构的设计

为了满足数控大型机床的设计需要,建立了齿条双齿轮伺服机构设计参数优化数学模型,并根据数学模型设计出计算方法和优化程序。运用传递矩阵结合信号流程图的方法,分析了齿条双齿轮机构的动态特性和薄弱环节。研究表明,在床身长 5m以上的数控大型机床上,采用齿条双齿轮机构会获得良好的动态特性;在齿条双齿轮机构中,末端轴的刚度和第一级齿轮惯量是其薄弱环节。在 C84100B 轧辊车床设计中,本文的研究得到了成功的应用。     

基于应变模态的数控机床滚动轴承可靠性检测方法

为了解决传统方法对物理参数的改变不敏感,只能对整个滚动轴承可靠性进行检测,无法针对不同测点获取可靠性检测结果,检测准确性低的弊端,通过应变模态研究数控机床滚动轴承可靠性检测问题。对各点的应变响应进行测量,得到应变振型。数控机床滚动轴承出现损伤后,应变模态一定会出现变化,同时损伤程度越大,这种变化越显著,滚动轴承可靠性越低。在对滚动轴承损伤进行识别的过程中,将应变模态差向量中元素最大绝对值作为依据,获取可靠性很低的位置。将应变模态改变率作为检测数控机床滚动轴承可靠性的敏感指标,对数控机床滚动轴承进行可靠性检测,对滚动轴承损伤前后前三阶应变模态进行提取,获取应变模态改变率,绘制曲线图,将突变部分当成损伤部分,完成对滚动轴承的可靠性检测。实验结果表明:所提方法可有效检测滚动轴承某一位置的可靠性;对数控机床滚动轴承可靠性检测结果最准确。可见所提方法能够获取不同测点的检测结果,检测准确性高。     

加工任务指示输入及其原理

在数控机床上完成切削加工过程,首先要输入必需的加工信息,寻求直观而高效的输入方法是发展数控技术的重要方面。加工任务指示输入是依据机械加工人员的操作习惯而设计的加工程序自动生成方法。CNC机床操作人员用加工任务指示器指示机床的运动部件和刀具,在完成加工过程空运转及试切的同时自动生成数控码。用这种方法,不掌握数控编程原理的操作者也可完成加工程序准备工作。本文论述了实现这种方法的微处理机系统的构成:起点、方向、轨迹、速度、终点参数的生成与处理的原理;本方法与其他方法的比较。     

6PM2六轴混联数控镗铣床的运动控制算法

在分析6PM2六轴混联数控键铣床的串并联混合结构的基础上，研究了混联切削机床的运动方程式及其运动解析，阐明了CNC系统软件中机床运动控制的基本原理，给出了6PM2的运动控制算法，导出了实轴实际运动的位置公式。根据该算法编制的数控软件已成功应用于实际的6PM2混联数控机床。     

数控机床的人机工程系统

阐述人机工程在数控机床系统设计中的作用,分析数控机床的人机工程系统。     

螺旋锥齿轮数控切齿机通用运动学变换

直接从数控加工原理出发 ,根据传统带摇台的、机械式加工机床的结构和运动规律 ,利用矩阵变换的方法 ,推导出一种通用的螺旋锥齿轮万能数控切齿机运动学变换方程 .利用该方法 ,可以简单、方便地在万能数控切齿机上实现原有格里森制螺旋锥齿轮加工 .同时给出了计算公式 .     

基于样条函数和自动编程技术的圆柱凸轮反求与数控加工

根据圆柱凸轮的结构特征和运动学、动力学特性要求,提出了利用三次参数样条曲线拟合测量数据的圆柱凸轮反求设计方法,结合四轴联动数控机床的特点,采用PRO/E软件的自动编程技术编制了圆柱凸轮的数控加工程序,根据某企业产品国产化的需求,成功试制了一日产气流纺纱机绕线圆柱凸轮零件,并实现了多种应用场合的圆柱凸轮的批量化生产,为实现该类产品的国产化奠定了基础.     

机床模块化设计中的模块创建及应用

提出了机床模块划分的基本原则、影响因素与通用模型 .在进行调查研究与归纳统计的基础上 ,分析研究了某重型机床厂大量重型数控机床的系列品种、结构形式和功能要求 ,构造出了满足一般重型数控机床总功能要求的功能模块集合 ,建立了较通用的模块划分模型 .总结了模块创建的过程模式并成功地应用于重型数控立式车床的模块化设计