离心力影响下的高速主轴-拉杆系统动态特性

为进一步明确离心力对主轴系统动态特性的影响,以高速主轴-拉杆系统为对象,建立了刀柄的接触力学模型,考虑了碟簧在离心力作用下产生的径向伸展,并计算了该变形导致的拉力随主轴转速的变化关系。在此基础上,讨论了刀柄接触应力随初始拉力、动态夹紧力的变化规律,揭示了上述变化对主轴系统自然频率的影响。结果表明:碟簧的径向伸展会造成刀杆拉力的减小,但减小的程度受碟簧规格和初始拉力的影响,对于拉紧力较小的超高速主轴,该影响较为显著,而对于拉紧力较大的普通主轴,该影响可以忽略;静、动态夹紧力的夹紧效率随摩擦因数的增大而降低;动态夹紧力可显著提升接触应力,但过高的夹紧力反而会加大接触间隙,降低结合部阻尼,导致主轴系统自然频率的减小。     

高速机床主轴部件有限元分析

在对主轴部件分析模型进行研究的基础上,采用弹簧阻尼单元模拟轴承支承的方法,建立了主轴部件动力学分析有限元模型.分别建立了采用两组和三组弹簧阻尼单元,且弹簧阻尼单元沿圆周方向以不同角度布置的机床主轴有限元模型,分析了不同支承情况及弹簧阻尼不同布置角度对主轴模态分析的影响.在对比分析的基础上,确定了合理的分析模型.以沈阳第一机床厂研制和开发的CHH6125高速数控机床主轴为对象,对主轴部件进行有限元模态分析和谐响应分析,并将其和机床试验的结果进行对比,验证了有限元分析模型的正确性.     

基于权重法的机床主轴可变预紧力确定方法

目的研究不同转速、载荷条件下机床主轴轴承的最佳预紧力,满足高速机床主轴全速段性能要求.方法建立基于拟静力学的轴承分析模型,计算不同转速、负荷条件下满足轴承使用寿命的最大轴向预紧力,和能够限制轴承陀螺旋转的最小轴向预紧力,得出预紧力取值的上下限.通过试验分析轴向预紧力对电主轴轴承温升和振动的影响.结果在低速范围内,轴向预紧力的变化对主轴振动和轴承温度无明显影响.在中速范围内,随着轴向预紧力增加,主轴振动有较明显减弱,轴承温度有较明显增加.在高速范围内,随着轴向预紧力增加,主轴振动大幅度减弱,轴承温度大幅度增加.结论在每个转速范围内分别引入不同的预紧力上下限权重值,得出满足高速机床主轴全速段性能要求的轴承最佳预紧力.     

机床主轴的油膜减振支承对机床表面加工粗糙度的影响

机床加工粗糙度是衡量机床加工精度的一个重要指标。本文通过粗糙度切削试验,分析讨论了车床主轴油膜减振支承对其加工粗糙度的影响。在不同的切削参数下,油膜减振支承对表面切削粗糙度有不同的影响。本文还叙述了主轴性能的评价问题。     

基于传递矩阵法的坡口机床主轴动态分析

基于集中质量模型,应用传递矩阵法对坡口机床主轴进行数学建模.通过计算主轴系统固有频率和切削点挠度,得出主轴结构参数对系统动态性能影响,为主轴系统设计及优化提供理论依据.     

数控铣床切削颤振全反馈控制系统设计

为了对切削颤振进行检测与控制,自主设计了基于专家系统的数控铣床切削振动控制软件.依据切削振动信号的变化,根据专家系统的原理,得到机床控制参数.将该参数反馈到数控机床控制系统的PMC中,能够有效地控制机床的主轴转速、进给速度等切削用量,实现了对切削振动的全反馈自动控制.有效地控制了切削颤振,从而在不影响加工质量的前提下,实现高效切削.研究对专家系统原理应用于对数控机床切削颤振的控制有突破,该成果可以广泛应用于各类数控机床.     

高性能数控机床电主轴热-结构耦合特性研究

电主轴具有"零传动"、结构简单的特性,在高速切削机床中得到了广泛的应用,极大地提高了机床的精度和可靠性.然而,由于电机和轴承等热源的存在,将导致主轴热变形,从而降低加工精度,甚至损坏主轴系统.为此,基于建立的主轴系统模型,使用有限元分析方法,研究了主轴系统的温度场空间分布和由此导致的主轴变形云图,获得的热-结构耦合特性可为主轴系统的热补偿提供理论支撑,从而保障加工的精度和可靠性.     

数控车床主轴弯曲刚度校验的研究

提出可根据数控车床设计时选用的典型切削条件来计算机床总刚度。在进行主轴刚度校验时，可选用按机床总刚度确定的主轴刚度指标。也对主轴简化和轴承刚度计算提出建议。     

多条件数控铣床切削振动控制

为了合理控制铣削过程中产生的振动,利用切削振动信号、机床主轴电机功率和主轴转速信号等多控制条件,设计了数控铣床切削振动控制系统。对VMC850数控铣床切削振动信号进行了检测,通过时域和频域分析确定了均方根和功率谱密度等数控机床切削振动控制的参量的阈值和切削加工参数的回避值;结合主轴电机的功率和主轴转速等信息,对机床切削参数进行了控制,实现了对进给速度和主轴转数的智能控制。该控制系统的使用,提高了数控机床的振动控制能力。     

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。     

精密车床主轴动态特性对系统稳定性的影响

根据精密车削中心切削细长零件的特点,利用系统动力学和线性稳定性理论,建立切削系统稳定性数学分析模型,明确了稳态切削区域与主轴转速和切削深度等切削参数的关系;根据这一数学模型,借助于稳定性耳图,进一步应用试验方法研究了精密车削中心主轴部件的动态特性对系统稳定性的影响.研究表明,随着工件悬臂长度增加,切削系统的稳态临界切深呈现下降的趋势,但并不是线性关系,在局部会出现稳态临界切深增加的情况.主轴夹紧力对系统稳定性的影响取决于系统刚度和阻尼的耦合变化,总的趋势是系统的刚度随着夹紧力增大而增加,但夹紧力增加会降低系统的阻尼,当阻尼的减少超过刚度的增加时,夹紧力增加将会降低系统的稳态切削深度.     

切削过程无条件稳定阈bmo的确定方法

本文提出了一种确定切削过程无条件稳定阈b_(mo)的方法。通过理论分析发现,金属切削机床有一个标准实验主轴转速,在这一特定主轴转速下进行一次切削试验,可以准确地找出切削过程无条件稳定阈b_(mo)值。经过公式推导,分别得到了简化单自由度切削系统和多自由度切削系统的标准实验主轴转速计算公式,最后还给出了确定切削过程无条件稳定阈b_(mo)值的一般步骤     

数控车床主轴部件有限元分析及其验证

研究了主轴部件有限元动力学分析模型的建立方法,分析得到弹簧阻尼单元沿圆周方向布置角度的变化,对有限元分析结果影响很小,因此采用沿圆周方向均匀布置的弹簧阻尼单元模拟建立主轴支承模型的方法,确定了建立较为合理的分析模型.以沈阳第一机床厂生产的CKS6125数控车床为研究对象,对主轴部件进行动力学仿真分析.通过机床主轴部件动态性能试验,验证了有限元分析模型可行性和分析结果可信性.     

石油测井用多功能推靠器设计

该文以井下推靠器为例,对推靠器的结构和工作原理进行了阐述,并着重对电机的设计进行了说明,分析了碟簧外形尺寸和组合方式的不同对推靠力大小的影响,计算了井下高温高压对活塞行程的大小,并对碟簧设计过程中的注意事项进行了归纳总结,为以后类似的推靠器设计提供了有益的参考。     

切削参数对系统动态稳定性的影响规律

本文基于所建立的描述切削过程动态稳定性的一个非线性理论模型,研究了机床主轴转速、进给量、切削宽度以及刀具前角和后角对系统动态稳定性的影响规律,并用计算机数字仿真分析了在线调整这些切削参数抑制颤振的效果.     

三维超声振动辅助车削减摩特性与表面质量的实验研究

为进一步提高304不锈钢的加工效果，将摩擦学动载荷分析与三维超声振动辅助车削相结合，建立减摩特性理论模型.将微织构刀具融入该模型后，减摩效果进一步提高.通过主轴转速、进给量与切削深度的切削合力实验证明了该模型的减摩效果.根据机床的相对振动建立了表面形貌的理论模型，通过单因素实验研究了切削参数对表面粗糙度的影响，随切削深度、主轴转速和进给量的增加，表面粗糙度逐渐增大.     

基于压电陶瓷与柔性机构的高速机床主轴预紧控制机构设计

采用角接触轴承的机床高速主轴在转速上升过程中由于摩擦发热而使主轴温度不断上升,从而限制了机床转速范围的提高以及主轴的稳定性。预紧力的大小对机床主轴单元的工作温度有重要的影响,传统的预紧方式已不能满足高速化主轴的工作温度需要。本文选取7012C轴承为研究对象,在分析其不同转速下的最佳预紧力与轴向位移的基础上,设计一种新型预紧机构,以叠层压电陶瓷为驱动源,柔性机构为驱动机构。经仿真计算证明该预紧机构可行,其预紧机构的输出力与输出位移均可满足要求。     

钢管倒棱机浮动切削机构的研究

针对钢管倒棱加工过程中的钢管钝边问题,通过对倒棱机切削原理的分析,将刀具的固定切削模型改进为浮动切削模型,并建立浮动刀座的数学模型,推导出浮动弹簧机构的选择公式.最后,利用ADAMS软件进行动力学仿真分析,得到弹簧力和弹簧位移的曲线图,为钢管倒棱机浮动切削机构的进一步优化设计提供理论支持.     

碟形弹簧在滚珠式限矩联轴器上的应用

介绍了碟形弹簧的载荷位移关系,利用Solidworks软件对碟簧及滚珠式限矩联轴器进行了准确的三维建模,利用理论力学的知识,建立了力学分析模型,并给出了碟簧弹力、碟簧变形量、联轴器极限扭矩三者之间的关系。此外,对比了圆柱型弹簧和碟形弹簧应用于滚珠式限矩联轴器的优劣性。     

现代机械加工中高速切削的应用

高速切削(high-speed cutting，简称为HSC)被认为是当今切削加工中最具发展前景的技术，受到人们的普遍重视。机床行业功能部件发展迅速，单元技术水平不断提高，技术开发朝着高速、高效、环保、智能化、机床功能复合化方向发展。探讨了高速切削的主轴系统、高速刀具系统、高速切削可以实现的目标、高速切削的应用和高速切削需要解决的问题等。