基于主轴空运行自激励的数控机床激励方法

针对工作台空运行自激励难以对机床主轴进行有效激励的问题,提出一种基于主轴空运行自激励的数控机床激励方法,主要利用主轴旋转过程中产生的偏心冲击力对机床进行激励,尤其是对主轴部分进行激励.对主轴空运行自激励运动方式进行了设计,同时对设计过程中可能存在的影响激励效果的因素进行分析,主要针对主轴空运行自激励方式设计中冲击速度的选取以及不同刀具对激励效果的影响进行实验分析.相对于工作台空运行自激励,该方法可以对机床主轴结构进行有效激励;而相对于敲击实验方法,主轴空运行自激励是在机床运动状态下进行的,能更准确反映机床结构在工作状态下的动态特性.     

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。     

3自由度并联主轴头的动力学建模及动态特性

机床的动态特性可以衡量机床抵抗动载荷的能力,对机床切削性能有着重要影响。该文以一种具有平行四边形结构的3自由度并联主轴头为研究对象,研究其动力学建模方法及其分析动态特性。该主轴头运动学支链中的杆件具有变截面特点,基于有限元思想该文提出了一种求解变截面杆件质量矩阵的方法,并考虑铰链的影响,建立了铰链的质量矩阵,进一步推导了并联主轴头的动力学模型。基于动力学模型,研究了并联主轴头在工作空间内的固有频率分布规律及其振型。通过在并联主轴头样机上的实验,验证了动力学模型和动态特性分析的准确性和有效性,为并联主轴头的工程应用奠定了坚实基础。     

根据阻抗曲线建立结构的数学模型——在滚动轴承动态参数识别中的应用

在机床设计过程中,即在投入制造之前预测机床的动态特性,这对提高机床产品的一次设计成功率,加快机床产品的更新换代具有重要意义。本文较详细地介绍了由阻抗曲线建立结构数学模型的步骤和方法。它可用来识别结构的动态参数和预测结构的动态特性。为配合机床主轴系统的动态优化设计,本文以识别滚动轴承动态参数为例,提供了具体的实验识别方法。     

HMC50型卧式加工中心主轴系统固有频率分析

主轴系统是数控机床的重要组成部分,其动态特性是影响机床加工精度的主要原因之一.本文运用有限元分析软件ANSYS对主轴系统进行分析,建立了HMC50型卧式加工中心主轴系统的三维有限元模型并进行模态分析,得到了主轴系统的前七阶固有频率和模态振型,计算了临界转速.验证了主轴系统结构设计的合理性,为今后机床的性能改进提供了理论依据.     

机床主轴/刀具联结系统的扩张理论与方法

应用弹性力学理论分析了高速状态下离心力对主轴/刀具联结系统特性的影响,提出了主轴装夹刀柄时的过盈量与脱松角速度、主轴外径与刀柄内径之间的关系,同时还提出了主轴/刀具联结系统在离心力作用下膨胀后联结间隙与过盈量之间的关系.研究表明,合理设计机床主轴外径与刀柄内径之间的关系、正确选择刀柄材料以及结构能有效防止机床主轴/刀具联结系统的弹性变形,提高机床的加工精度.     

一种高性能的非接触式传感器

阐述了一种用于测试机床主轴回转运动精度新型传感器的原理和内装电路的特点．并对其精度指标、应用特点等进行了分析．这种传感器结构新颖、实用．且灵敏度高，并具有对检测微位移时的宽频动态信号处理功能．可应用于各类机床主轴回转精度的测量，对其它位移动态信号的检测也具有普遍适用的意义．     

机床主轴支承对主轴系统静、动态特性的影响

本文研究了机床主轴滚动支承的某些重要因素,如前轴承类型、轴承预加负荷、支承数目、主轴二支承结构的支承跨距、主轴三支承结构的紧支承位置及支承跨距等对主轴系统静态和动态特性的影响。     

基于混合蛙跳算法的机床主轴优化设计

对机床主轴的多参数优化设计的群智能算法进行研究.通过分析主轴的受力情况以及边界条件,建立了机床主轴的非线性约束优化的数学模型;同时介绍了混合蛙跳算法(Shuffled Frog Leaping Algorithm,SFLA)的基本原理,并将SFLA应用到实例计算中,得到了机床主轴结构参数的优化组合.试验结果表明,SFLA比其他常规优化算法的求解结果更可靠,充分显示了SFLA在机床主轴部件优化设计中的效益和应用价值.     

机床主轴动压滑动轴承动态性能分析计算

对机床主轴动压滑动轴承的结构原理和动态工作状况进行了分析 ,用泰勒展开导出动压滑动轴承动态特性参数 ,对两支承对称主轴系统的稳定性进行了分析计算     

温度测点优化在机床主轴组件热特性研究中的应用

对机床主轴组件温度场和热变形动态特性之间的差异进行了分析。并通过采用最佳温度测点建模的方法,对XH755C型数控铣床主轴进行了热特性分析,达到了减少由于这种特性差异所带来的影响,简化测量过程及便于进行机床主轴组件热特性研究的目的。     

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。     

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。     

机床主轴系统动态响应的递推计算法及电算程序

本文应用线性系统的影响系数法和叠加原理,以车床主轴系统为例,提出机床主轴系统动态响应的递推计算法,以及计算轴端激励点动态响应的电算程序。同时分析了它与目前常用的传递矩阵法比较所具有的优点,以及它能利用小容量微型机或袖珍电算机进行简单动态特性机辅设计的原理和方法。     

陶瓷轴承电主轴单元的设计与研究

介绍了高速机床用电主轴优良特性及其应用现状·结合磨用电主轴单元的研制实践,探讨了高速电主轴单元设计制造中的结构布局型式设计,研究了电主轴轴承的选用,陶瓷轴承的力学性能分析和轴承轴向预负荷的确定,分析了电主轴单元的冷却与润滑系统的设置·高速电主轴的性能试验表明,该型电主轴设计合理,动、静态性能指标符合要求,为其在高速机床上的实际应用提供一定的技术依据·     

面向数控弧齿铣齿机产品族的可适应动态设计方法

在可适应设计的基础上,提出了一种针对面向族的机床结构可适应动态设计方法．以产品族中系列产品的拓展设计作为可适应动态设计的分析和研究对象,建立了机床结构可适应动态设计过程模型．基于广义模块化设计方法建立了产品平台规划与设计模型．以结构相似度和性能提高作为评价适应性指标,建立了机床结构可适应性定量评价模型．以YH60系列数控弧齿铣齿机族设计与开发应用实例,对上述方法及实施过程进行了具体说明．研究和应用结果表明,通过对YH603和YH605机床有限元分析和实物样机的试验测试,整机性能提高了126．8％．     

用DDS方法识别机床模态频率和薄弱模态

机床是一个多自由度、多变量随机输入的复杂动态系统。机床结构动态特性的研究是机床实验、设计和验收等项工作的重要理论基础。机床加工时受到动态切削过程各因素的影响,由于机床结构和切削过程两方面因素的交互作用,常可激发颤振,引起机床稳定性问题。确定机床主要模态和模态参数,以及机床结构影响颤振的薄弱模态是问题的关键。     

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。     

基于高速机床刀轴联结设计的研究

高速加工具有比普通加工大5～10倍的切削速度,其优点是能减少加工时间,达到普通加工需要几道工序才能达到的加工精度和表面质量。与高速切削有关的主要问题有：刀具材料及设计、高速机床主轴的动平衡、机床的热态动态性能及可靠性等。而刀具与主轴的联结问题会严重影响高速切削的可靠性及机床主轴的动平衡,已成为限制高速切削的薄弱环节之一。本文将就刀轴联结的设计进行探讨。     

基于ANSYS软件的机床主轴箱设计分析

主轴箱是机床的关键部件之一.主轴箱的动态特性,直接影响整机加工效果.充分利用有限元分析软件ANSYS,在主轴箱动态设计优化方面已经发挥了重要作用.本文主-要从ANSYS软件和有限元的设计简介入手,对ANSYS优化设计和有限元建模设计提出了具体的设计方法.该方法的采用,为复杂机械结构优化设计,提供了一种新解决办法.