基于区间数的高速磨床主轴系统的不确定性优化研究

为了更精确地反映主轴系统在工作状态下的情况,针对高速磨床主轴系统建立柔性体动力学模型,对其在不确定性磨削力作用下的工况进行数值模拟和优化研究.首先采用优化拉丁超立方试验设计方法在设计变量和不确定参数构成的混合空间内采样,再建立包含不确定量的主轴系统径向基函数近似模型,代替耗时的数值仿真模型.利用基于区间数的不确定性优化方法对高速磨床主轴系统进行优化设计研究.结果表明,利用基于区间数的不确定性优化方法,对主轴系统的关键参数进行优化后,表征磨削质量的刚体砂轮质心的径向跳动值比原来有了较大的减少,得到了在不确定磨削力影响下优化结果的响应区间.     

砂轮不平衡量对磨削表面粗糙度影响的研究

本文建立了一种新的由砂轮不平衡量引起的砂轮架及主轴系统振动力学模型。对磨床砂轮主轴的摆动与磨削表面粗糙度的关系进行了理论分析和实验分析。两种分析结果基本一致。最后，给出了一种降低由主轴摆动引起的磨削表面粗糙度及拉毛现象的方法。     

高速磨床主轴模态测试与分析研究

在MSC.PatranNastran软件平台上建立了CNC8312A高速凸轮轴磨床主轴在支承约束状态下的有限元模型,对其结构进行了动态分析与优化并得到了主轴的最优结构模型,应用LMS振动及动态信号采集分析系统对优化前后的主轴进行了模态测试与分析.实验表明,测试得到的主轴动态特性和利用有限元软件仿真分析得到的主轴动态特性是一致的,优化后的主轴1阶固有频率明显提高,利用有限元软件进行高速磨床主轴结构优化是可行的.     

曲轴磨床砂轮主轴部件的静、动态性能分析

本文用传递矩阵法及有限元法,并借助电子计算机对MBK8240曲轴磨床砂轮主轴部件的静、动态性能进行了计算;采用数学规划方法对主轴的支承距进行了优化计算,而且作了相应的试验分析.本文的结论对一般外圆磨床砂轮主轴部件的设计也是适用的.     

开展科技攻关 提高产品科技含量

伴随着我国现代化装备制造业的高速发展,国内数控无心磨床逐年增多。精密高厚耐磨橡胶导轮既是M11200等大型数控无心磨床的必备零部件,起着传动作用,其精度直接决定被磨削工件的质量,同时,又是磨削的关键,质量直接影响被磨工件的几何精度。目前,国内企业仍在沿用传统的橡胶导轮生产技术、设备工装及工艺,即多片组合橡胶导轮生产技术。组合橡胶导轮存在着导轮中心与边缘部位软硬不一、密度不均、耐磨性不一致、耐用度低、磨削工件质量差等缺陷,尤其不适应数控     

数控机床动压主轴的热误差建模技术研究

为了降低加工过程的热误差,提高数控机床加工精度,基于时序相关分析理论与数值计算方法,建立了一种以温度场分布及加工参数为输入的新型机床主轴热误差建模方法.所建模型由热误差模型、主轴动压轴承热特性模型以及主轴热传递模型三部分组成.该方法首先根据时序相关理论建立热误差与温度测点之间的相关模型,再通过灰色相关理论完成关键温度测点位置与数量的优化,同时,基于数值计算与热传导理论,建立了动压主轴系统热特性模型.以一台大型龙门导轨磨床为实验对象,建立了磨床主轴箱热误差预测模型.实验结果表明,所建立的热误差模型具有良好的热误差辨识性能.     

轧辊磨床磨头主轴动力学性能分析

针对M84型轧辊磨床主轴系统,采用传递矩阵法进行主轴系统的动力学性能分析,以期解决主轴系统设计的动力学问题.     

超高速数控精密磨床磁浮轴承主轴单元设计

介绍了磁浮轴承的优点,并提出了磁浮轴承作为磨床主轴轴承的设计方法.同时,首次提出了超高速数控外圆磨床磁浮轴承主轴单元设计方法和设计过程.并针对一台250m/s超高速外圆磨床磁浮轴承主轴单元进行了设计.经过实验证明,提出的设计方法是正确的.并指出,应用该技术的超高速磨床,虽然初期投资成本高,但其优越的使用性能使其综合效益高.该结果对我国发展高速主轴技术有一定的意义.     

无心磨床电机轴疲劳断裂失效分析

通过对无心磨床电机轴外观、磨削生产、断口形貌、化学成分等综合分析,认为电机轴断裂的主要原因是结构设计、工艺加工不合理和磨削量超负荷生产。疲劳裂纹源为轴表面环状切削加工痕迹,同时未按要求进行调质处理也加速了电机轴的疲劳断裂过程。     

外圆磨床稳定图研究

本文应用控制理论分析外圆磨床工作的稳定性,确定了磨床和磨削过程的数学模型,导出了无条件稳定和有条件稳定的条件,在此基础上详细讨论了磨床稳定图的特征.文中通过实验作出了外圆磨床切入磨时的稳定图,并给出了由实验稳定图求磨床和磨削过程的动力学参数的方法.     

冷硬铸铁轧辊的高速磨削

本文对NiCrMo冷硬铸铁轧辊的磨削进行了试验研究。采用高速磨削技术可有效地提高轧辊磨削效率,降低砂轮磨损。借助于显微镜,对不同磨削速度下砂轮磨削表面状态进行了分析,研究了砂轮磨削表面的堵塞类型,说明了高速磨削轧辊的可行性。通过材料性能对比试验,分析了轧辊磨削的本质特征。本文的试验研究将有助于提高现场轧辊磨削效率及新型轧辊磨床的设计。     

用筒形砂轮磨削轴承锥型挡边的分析

本文描述了磨削圆锥滚子轴承内圈锥型挡边的砂轮理想型面,并对该理想型面进行简化,给出了合理选取砂轮修整器运动方向参数使简化误差为最小的目标函数以及约束条件。本文还分析了工件在电磁无心夹具上的定位偏心量e和定位偏心方向角γ对砂轮简化误差的影响规律。研究表明:采用定心夹县即e=0,或者设计和调整无心夹具的定位支承块|γ|=π/2,就可以在现有磨床上直接磨削出精确的锥型挡边。尤其是本文引进了砂轮中心高这一新的参数,对磨床的设计将起着重要作用。     

浅谈轧辊磨床磨削轧辊

本文主要是对轧辊磨削工艺和磨削时经常容易出现的问题进行研究,阐述了磨削热对轧辊磨削的影响以及在这样的影响下怎样提高轧辊磨床磨削精度;国内外磨削技术的成果和进展,新的磨削工艺和方法以及现代轧辊磨床的发展趋势和新产品的应用。     

数控凸轮轴磨床颤振稳定性研究

在凸轮轴磨床的磨削过程中,颤振现象严重影响凸轮轴表面的磨削质量.为了抑制凸轮轴磨削颤振的产生,基于再生颤振理论和随动磨削的特点,建立了凸轮轴和砂轮再生激励效应的动力学模型,绘制了稳定性极限图,同时研究了凸轮轴磨床的颤振稳定性.通过凸轮轴磨床的颤振实验,利用频域和时频域方法分析了凸轮轴磨床的振动特性.颤振实验结果和稳定性极限图预测结果一致,验证了凸轮轴磨床再生颤振动力学模型的正确性和预测颤振产生与优选加工参数的可行性.     

切点跟踪磨削法高速磨削凸轮轴

研究了凸轮轴零件切点跟踪磨削法高速磨削运动的特点;分析了砂轮中心位移模型及恒线速磨削条件下的凸轮理论转速,并进行了凸轮转速的优化.最后对湖南大学开发的MKC200超高速数控非圆轮廓外表面磨床进行了介绍.     

刀剪空间端面磨削的运动控制方法

为实现复杂、异形刀剪的端面磨削,提出了一种空间端面磨削多轴联动控制方法.根据端面磨削的工艺特点与卧式端面磨床的结构特点,建立了砂轮径向进给量、轴向进给量、旋转角度等加工参数与工件顶面磨削量、底面磨削量、磨削宽度等工艺参数间的函数关系,并结合端面的投影规律实现了一个旋转轴与两个平动轴的三轴联动控制.基于所提控制方法开发了数控系统,该系统支持二维图形与参数混合编程.利用该系统开发了数控端面磨床样机,并进行了磨削实验.结果表明,该磨床能够磨削多种刀剪产品,加工效率与质量优于液压式端面磨床.     

静压轴承—主轴系统静态性能的研究

本文以小孔节流四油垫静压轴承—主轴系统为例,研究了供油压力、主轴转速.主轴轴线倾斜、轴承流量等对静压轴承—主轴系统性能的影响:研究了静压径向轴承的静态性能的计算方法,并通过对一台MB1520型外圆磨床静压轴承—主轴系统的分析计算,获得了一些很有价值的结论.     

隔热涂层对磨床主轴动静压轴承热变形的影响研究

为了减少热变形,提高高速精密磨床砂轮主轴系统的精度,将隔热涂层应用于深浅油腔动静压轴承.应用FLUENT和ANSYS两个有限元软件联合仿真分析了不同厚度与不同热导率的隔热涂层在不同的动静压轴承供油压力、主轴转速等因素下的轴承热-结构特性.结果表明:动静压轴承的温度和热变形以及它们的均布程度,都随着隔热涂层厚度的增大逐渐降低,随着隔热涂层热导率的减小而减小,随着轴承供油压力的增加而减小,随着轴承主轴转速的减小而减小;隔热涂层还具有均化轴承温度场和热变形分布的作用.高性能隔热涂层将明显降低轴承主轴热变形并且使其热变形均布,最终明显提高高速精密磨床砂轮主轴系统的加工精度.     

使用双滚轮无心夹具时的磨削精度

本文对大批量内圆磨削生产中使用较多的两种夹具(电磁无心夹具和双滚轮无心夹具)进行了对比分析,并对使用双滚轮无心夹具后的内圆磨削精度进行了理论分析,提出了一些改进措施,对实际应用具有一定的指导意义。     

主轴回转精度动态测试技术研究

随着磨床技术发展,对主轴回转精度的要求越来越高。回转精度包括了轴的径向误差、轴向误差、角度误差及由此衍生出的表面误差和半经误差五种。其中,径向误差尤其重要。对于径向误差的动态测量及分析,我们采用了单向测量法和双向测量法,测得主轴不同转速下的同步误盖值及非同步误差值,以选取主轴最佳磨削转速。