机床主轴部件静刚度计算的无量纲分析方法

本文用无量纲形式表达机床二支承和三支承主轴部件静刚度的计算公式。在此基础上,导出了二支承主轴的最佳支承距离ιo解的精确表达式,以及计及前支承角刚度条件下的主轴挠度和前支承转角的计算关系。研究了三支承主轴当支承距离改变时,获得主轴最大静刚度的条件以及主轴节点位置对刚度的影响。最后对主轴静刚度优化设计准则和方法进行了讨论。文中得出一套实用的计算图表可供设计者选用。     

机床三支承主轴刚度分析计算

本文应用最小应变能原理对机床三支承主轴进行刚度分析计算,并对机床三支承主轴和两支承主轴相对刚度分析比较,论证三支承主轴系统结构是提高机床刚度的有效途径。     

机床主轴部件的刚度分析

本文对影响机床主轴部件静刚度的一些因素进行了分析,并提出为提高主轴部件刚度所应注意的事项。如主轴受力的部位和方向的影响,考虑轴承也具有弹性变形时的合理的支座距离和悬臂比,主轴断面形状对刚度的影响,滾动轴承的刚度、配合间隙、接触变形和弹性变形等对主轴部件效果刚度的影响等。最后并推荐考虑轴承具有弹性位移而影响支座位置时,主轴部件刚度的计算方法。     

机床主轴的模糊可靠性设计

针对机床主轴常规设计不考虑设计参数的随机性和模糊性 ,本文将模糊可靠性引入到机床主轴设计中 ,提出将传统刚度校核中的许用变形量用模糊量代替 ,推导了机床主轴模糊可靠度的计算公式 ,且计算实例的结果表明对机床主轴进行模糊可靠性设计更能体现实际情况 ,可靠度的计算更趋合理。     

基于LABVIEW的主轴静刚度检测系统

为准确掌握理想工况下机床承受的最大载荷,依据静刚度计算原理建立了主轴组件的静刚度数学模型,采用LABVIEW开发了主轴静刚度检测系统。以CA6140型机床主轴为检测体,通过施加不同载荷获得了主轴组件的位移。结果表明：主轴组件在外载荷作用下发生弹性变形,载荷增加,主轴变形量也增大。外载荷达到5000N时,主轴组件的静刚度达到最小,主轴变形最大。当外载荷大于5000N时,主轴组件的静刚度不再增加,开始出现振荡。若继续增大载荷,主轴达到强度极限后会发生断裂。该检测方法直观、准确、可靠。     

机床主轴系统静刚度的可靠性计算

本文利用可靠性理论对机床主轴系统静刚度进行了可靠性计算。结果表明:可靠性因子β直接与机床性能相联系。进行可靠性计算使得设计人员能以要求的可靠度保证机床达到要求的性能.可靠性分析从理论上彻底弄清楚了机床主轴系统静刚度的随机性.     

机床主轴系统的刚度匹配

本文根据主轴系统轴端刚度损失最少的原则,提出机床主轴的抗弯度EI应与前支承刚度相匹配。以便充分发挥主轴与轴承的性能。文中推导了刚度匹配的表达式,并提供了不同类型滚动轴承的匹配图表。根据结构上的需要,确定参数K_a、λ值后,便可迅速地算出主轴的前轴颈或与其相匹配的轴承类型。为达到机床主轴系统刚度的合理匹配,文中提出了一些措施,并通过对不同参数的主轴系统的试验,得到了证实。     

G型结构立式镗铣机床位置刚度数值模拟与试验

研究G型结构立式镗铣机床工作空间位置刚度随工作空间体积变化规律.根据联接单元特征,将主轴轴承、线性导轨及丝杠等动联接采用弹簧等效;建立整机静刚度预测实体模型;结合有限元方法数值模拟工作台、主轴及整机X、Y、Z误差敏感方向工作空间的位置刚度分布,以离散点试验验证研究立式镗铣机床X、Y、Z三向的静刚度.结果表明:机床离散点试验获得的静刚度数据与数值计算结果最大误差为8.7%,主轴三向静刚度随Z轴行程增加而非线性减小,工作台X、Y轴中间位置三向静刚度最大,呈抛物状向外递减,机床整机静刚度同工作台静刚度呈相似分布规律.数值模拟数据为G型精密机床结构设计及位置误差补偿提供了理论基础.     

机床主轴跨距变化对其静、动态刚度的影响

为了合理设计机床主轴的结构,分析研究机床主轴的结构参数对其动态持性的影响,是非常重要的问题。其中机床主轴跨距变化,对其静态刚度的影响,早在五十年代中,西德机床设计工作者R.Piekenbrink利用材料力学理论,进行了分析计算。随着机床动态特性的研究和有限元、电子计算机的应用,大型结构的动态分析程序,已经应用到实际问题中。     

传递矩阵法分析计算机床主轴刚度

应用传递矩阵法分析计算机床主轴的刚度 ,该法对梁或轴采用有限元处理 ,动态和静态结合 ,过程简单 ,计算精确     

基于振动信号时域分析法的铣齿机故障诊断

高速干切数控螺旋锥齿轮铣齿机在铣齿加工过程中存在振动现象明显、稳定性差、加工精度低,所加工的工件齿面有振纹等技术问题。为了解决这些问题,通过对铣齿机的结构和切削受力进行分析,建立了铣齿机刀具主轴系统的振动模型。依据振动模型设计了基于铣齿机的振动测试实验方案;并完成了振动信号的采集。在信号处理中,为了从实验数据中解析出故障特征信息,采用了时域分析法中的波形诊断方法和数值分析诊断方法。根据振动信号的时域分析结果,得出了机床产生振动的根源,即机床主轴存在轻微的不平衡、主轴前轴承存在损伤和刚度不足的问题。研究结果为机床结构的优化设计提供了参考依据。     

一种六轴混合驱动数控机床的方案设计

机床的串联驱动和并联驱动各有其优缺点,根据数控机床的特点,设计了一种新型六轴串（３ＤＯＦ）并（ＤＯＦ）联混合式驱动立卧两用数控机床方案,该方案不仅继承了传统机床串联驱动的优点,如工作空间大,对物流的开发放性好以及控制虎法简单等,而且集成了并联驱动的高速、高刚度及高精度的特点;通过合理分析和设计被动关节,扩大了动平台的摆动范围,使主轴实现了立卧两用,龙门式布局型式提高了机床的刚度及与物流的亲和性。     

机床主轴动态特性优化设计的遗传算法实现

机床主轴的动态特性设计可归结为特征值反问题的求解。研究了基于神经网络和遗传算法机床主轴动态特性结构优化设计的求解方法。计算结果及分析表明它是求解一切特征值反问题的有效方法。     

主轴系统动态误差和热漂移误差的测试分析

主轴的动态误差和热漂移误差直接影响机床的定位精度和工件表面加工质量。运用API主轴动态误差及热变形分析仪和API主轴误差分析软件对加工中心的主轴进行动态误差和热漂移测试。通过测量系统采集到的机床主轴系统的温度变化及分布数据及主轴系统的热变形数据,可以了解及掌握机床在运转过程中主轴系统的实际工况,如热平衡时间、主轴系统不同时刻在各方向的变形量等信息,对以后主轴系统的优化设计和动态补偿提供了基础数据支撑。     

基于电力测功和压电陶瓷加载系统的高速电主轴可靠性试验台设计

 高速数控机床的工作性能首先取决于高速主轴的性能。设计了一种基于电力测功加载系统和压电陶瓷加载系统的高速电主轴可靠性试验台,它能够完成转速为18000r/min以上的电主轴可靠性试验;实现高速电主轴的性能指标测试,如电主轴温升控制,主轴的径向跳动和轴向窜动等的测试;采用电力测功加载系统及压电陶瓷加载系统模拟主轴受力状况(包括径向力、轴向力与扭矩),实现电主轴的动态加载实验与测试;检测试验过程中的各种故障,记录试验过程中试验信息,并可进行查询,通过采集的参数数据进行可靠性分析,为提高电主轴的可靠性提供了定量数值评估平台。     

曲线加工中误差问题的研究

通过对数控机床在加工凸轮曲线的过程中存在较大轮廓误差问题的研究,总结出影响凸轮轮廓加工时产生误差的因素,利用数控机床闭环伺服系统可对机床本身的刚性、间隙、螺距误差等造成加工误差的因素予以适当的补偿,有效地减小了加工误差值.     

Petri网逆网在主轴故障诊断中的应用

为了能够快速寻找主轴故障原因,采用 Petri 网逆网对数控机床主轴进行故障诊断。建立 petri 网逆网模型构建数控机床主轴关联故障可达图,深入系统分析主轴故障的各个子系统、故障模式和故障根本原因,并对故障模式和故障原因进行关联性分析;分析状态转移可达集,掌握主轴关联故障的传递过程,寻找导致主轴故障的根本原因;并以数控机床主轴噪声大为例描述数控机床主轴 Petri 网逆网故障诊断过程。主轴关联故障的 Petri 网逆网研究,有助于迅速进行主轴故障诊断与维修,缩短修复时间,进一步提高主轴的可用度。     

机床主轴单元的数据结构及其通讯技术

文章对数控机床的主轴单元进行合理的特征分类 ,制定出了一个通用性主轴单元及回转体类零件的数据结构 ,利于标准化设计及制造。并利用 Active X Automation技术解决了 Delphi应用程序与 A uto CAD的直接通讯问题 ,实现了主轴单元 CAD系统的结构设计、自动绘图和数据库的一体化 ,可根据用户的要求生成三维实体或标准的二维工程图     

基于MATLAB优化工具箱的机床主轴优化设计

基于现代机械优化设计理论,建立了以数控机床主轴的体积最小为目标函数的优化数学模型。运用MATLAB优化工具箱对机床主轴进行优化设计,使主轴的设计在保证其强度、刚度的前提下达到体积最小的优化要求。缩短了机床主轴的设计周期,提高了设计效率,从而降低了主轴生产成本。通过对优化结果的研究和分析,表明该设计方法简单、实用、效率高,机床主轴参数优化的结果合理、可靠。