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加工中心主轴温升实验装置的设计

制造技术与机床 2012年第8期 123-125页

作者：李继堂亿达日平机床有限公司辽宁大连116023

为了检验主轴的制造和装配质量,利用实验装置模拟主轴实际工作状况进行温升测试,把温升数据采集下来输入计算机进行数据分析,绘制出主轴温升曲线图或图表,通过技术分析判定主轴的整体质量。

关键词：实验台加工中心主轴温升润滑冷却

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加工中心主轴回转精度衰退虚拟试验系统设计

加工中心主轴回转精度衰退虚拟试验系统设计

作者：陈哲弢中国计量大学

学位级别：硕士

主轴作为加工中心的关键构件,它的精度高低对加工中心整机的精度水平有重要影响,主轴回转精度在服役期的衰退也是主轴可靠性评估的重要特征量。然而,物理样机试验的高成本,低效率极大阻碍了这一方面的研究,因此,利用日益强大的计算机功... 详细信息

主轴作为加工中心的关键构件,它的精度高低对加工中心整机的精度水平有重要影响,主轴回转精度在服役期的衰退也是主轴可靠性评估的重要特征量。然而,物理样机试验的高成本,低效率极大阻碍了这一方面的研究,因此,利用日益强大的计算机功能进行虚拟试验逐渐被行内所广泛接受并加以研究运用。鉴于此,本文面向工业4.0的数字化设计要求,以NBP1100型立式加工中心的主轴系统为研究对象,设计了加工中心主轴回转精度衰退虚拟试验系统。本文首先从尺寸误差模型和热变形两方面进行了理论研究。本文以主轴构件的尺寸误差为基本误差源,建立回转误差传递模型,通过灵敏度分析,找到对回转误差影响较大的尺寸因素,确定了过程中的影响因素包括机械磨损以及受热变形。对于机械磨损,通过现场磨损试验获得前后支承处轴承径向游隙与时间的函数关系式。对于受热变形,针对前后支承处套筒与轴承间隙的受热变化,确定热源为轴承摩擦生热,而后探讨了包括轴承生热率以及对流换热边界条件的计算方法。最后,综合以上两者的影响建立了回转精度衰退模型。在上述研究的基础上,本文构建了可靠性虚拟试验系统。以.NET为开发平台,VB为编程语言,利用其完善的界面设计,数据传输功能,结合ANSYS参数化命令(APDL),完成了对主轴系统的有限元分析,从而得到热变形对回转精度衰退的具体影响,同时结合MATLAB相关计算功能,综合热变形和机械磨损对回转精度衰退的影响,获得了回转精度分布以及衰退趋势曲线。本文最后以NBP1100型立式加工中心主轴模型和相应工况为实例,对虚拟试验系统进行测试,结果表明该系统具有界面设计友好,操作简单,分析效率高等优点。本文所构建的虚拟试验系统为主轴在服役期内精度衰退的评估提供了一种有效工具,从而为数字化设计时的设计效果评价提供了关键技术。该系统可以对主轴系统开发过程中的关键参数进行优化,并节约试验成本,一方面只需在一个平台中解决相应问题,另一方面能够避免多因素综合过程中复杂的数据传递与转换,最大限度避免数据和精度损失。

关键词：加工中心主轴回转精度蒙特卡洛有限元法参数化软件开发

加工中心主轴可靠性试验程序加载谱编制新方法

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加工中心主轴可靠性试验程序加载谱编制新方法

作者：朱东吉林大学

学位级别：硕士

随着加工精度要求的不断提高及个性化定制理念的推出,柔性化更高的加工中心的应用越来越广泛。然而国产中高档加工中心因精度保持性和可靠性低等多种原因导致其市场占有率一直低于国外品牌。可靠性水平低的主要原因之一是可靠性增长试... 详细信息

随着加工精度要求的不断提高及个性化定制理念的推出,柔性化更高的加工中心的应用越来越广泛。然而国产中高档加工中心因精度保持性和可靠性低等多种原因导致其市场占有率一直低于国外品牌。可靠性水平低的主要原因之一是可靠性增长试验和可靠性验证试验过程中没有可参考的加载依据,以致整机及功能部件的固有可靠性不高。主轴是显著影响整机可靠性水平的关键功能部件,因此研究一种科学、合理的主轴程序加载谱编制方法具有理论意义和工程价值。本文结合国家自然科学基金“数控机床主轴可靠性加速试验基础问题的研究”,以加工中心主轴作为研究对象,以模拟真实工况为主要目标,开展了主轴铣削加载谱、钻削加载谱和镗削加载谱的编制方法研究,最后将编制的三个八级程序加载谱合成为一个总加载谱,并将其作为主轴可靠性试验台架的加载依据。本文的主要研究内容概括如下:1.为准确获取主轴的载荷数据,首先将加工工艺进行分类,根据其切削参数制定了工艺数据表;为减少后续处理的计算量,针对采集的工艺数据提出了预处理技术,同时采用不同预处理技术对所测切削力信号进行了预处理分析。2.为明晰不同载荷间的相关关系,通过引入铣削力模型对实测切削力信号进行拟合,提出了一种基于铣削力模型的计算方法,同时利用该模型求解出瞬时动态扭矩,在此基础上,以“抓住主要载荷,归纳整合其他载荷”为主要思想,编制了铣削加载谱。首先采用统计分析方法得到主轴的主要载荷是径向力幅值,之后编制径向力幅值的八级程序谱,接着归纳整合出每一级径向力幅值对应的其他载荷,最后将径向力幅值的八级程序谱补充成包含三向力、扭矩、转速和加载频率的铣削加载谱。3.以一次钻入、钻出过程为一个载荷循环,轴向力为主要载荷的思想,编制基于钻削力特性的钻削加载谱。同时,利用实测载荷数据对钻削力经验公式中的修正系数进行修正,使轴向力和扭矩的计算值更加合理。4.以刀具旋转一周为一个载荷周期,总径向力为主要载荷的思想,编制基于镗削力特性的镗削加载谱。同时,针对两种不同的加载机构分别编制了不同的镗削加载谱。5.将铣削加载谱、钻削加载谱和镗削加载谱直接合成为总加载谱,作为主轴可靠性试验台架的加载依据。合成过程中按比例分配各级加载谱所占用的时间,同时计算出总加载谱相对于实际工况的加速因子。综上,本文提出了一种加工中心主轴可靠性试验程序加载谱编制的新方法,为主轴可靠性增长阶段的一系列试验提供了加载依据。同时,本文还编写了一套辅助编谱软件,有助于快速编制不同型号主轴的加载谱并实时进行更新完善。

关键词：加工中心主轴程序加载谱铣削力模型加速因子可靠性试验

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加工中心主轴回转误差衰退概率模型

科技通报 2018年第10期34卷 101-104页

作者：林肯何文辉陈哲弢中国计量大学质量与安全工程学院

根据加工中心主轴可靠性虚拟试验技术的需要,以NBP1100型立式加工中心主轴为例,提出了一种以零件尺寸为误差源的主轴回转精度衰退模型。本文首先对旋转精度的灵敏度影响因素进行的量化分析,结果表明套筒与轴承的间隙尺寸误差、前后轴承... 详细信息

根据加工中心主轴可靠性虚拟试验技术的需要,以NBP1100型立式加工中心主轴为例,提出了一种以零件尺寸为误差源的主轴回转精度衰退模型。本文首先对旋转精度的灵敏度影响因素进行的量化分析,结果表明套筒与轴承的间隙尺寸误差、前后轴承的径向游隙对主轴回转精度影响最大;基于此,本文根据企业提供的零件图纸,引入轴承磨损规律,建立了一种可概率化的主轴回转误差衰退模型分析,并结合NBP1100主轴的具体参数,得到了主轴回转误差在任意运转时刻的概率分布,验证了该方法的可行性。本文为可靠性虚拟试验研究提供了一定的指导作用。

关键词：加工中心主轴尺寸误差误差传递概率分布

基于扩散核密度估计的加工中心主轴载荷谱编制

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基于扩散核密度估计的加工中心主轴载荷谱编制

作者：蓝力峰吉林大学

学位级别：硕士

随着我国机械产品的市场需求日益增大,加工中心在汽车、航空航天、轨道车辆、船舶等领域的应用越来越广泛。载荷谱是数控机床所承担载荷的统计规律描述,是数控机床可靠性设计和可靠性试验的依据。目前国内机床行业缺乏科学、合理的数控... 详细信息

随着我国机械产品的市场需求日益增大,加工中心在汽车、航空航天、轨道车辆、船舶等领域的应用越来越广泛。载荷谱是数控机床所承担载荷的统计规律描述,是数控机床可靠性设计和可靠性试验的依据。目前国内机床行业缺乏科学、合理的数控机床载荷谱,导致机床在设计阶段无法预测其性能指标和可靠性水平,并且无法有效指导数控机床关键功能部件可靠性加载试验,这是导致国产数控机床可靠性和精度保持性低的主要原因。为此,本文以加工中心主轴作为研究对象,编制其载荷谱并将载荷谱应用于加工中心主轴可靠性加载试验当中。本文的主要研究内容如下:(1)切削力试验工艺参数的确定。利用课题组前人在发动机生产企业采集到的现场工艺数据,使用经验公式计算特征切削力和切削扭矩,建立了各种加工方式下相对特征主切削力的分布模型,确定了各种加工方式下切削力试验的组数和工艺参数。(2)加工中心主轴径向力时间历程和轴向力时间历程的计算。通过切削力试验获取到了各种加工方式的切削力信号。为了提高分析精度,将切削力信号进行去奇异点和滤波预处理。为了保证每组切削力信号的时间长度相等,对时长不足的切削力信号进行了时域外推。最后,获得了各组切削力试验下径向力时间历程和轴向力时间历程。(3)切削力均幅值二维谱以及扭矩谱的编制。分别利用极大似然估计法、核密度估计法和扩散核密度估计法建立了各种加工方式下切削力均值和幅值分布模型以及切削扭矩分布模型,并利用K-S检验法对模型的有效性进行检验,证明扩散核密度估计建立的切削力均值和幅值以及切削扭矩分布模型的有效性。对切削力均值和幅值以及切削扭矩的最大值进行外推,并且对切削力循环频次进行外推。验证了切削力均值和幅值的独立性,进而获得了均幅值联合概率分布模型。最终,编制了加工中心主轴切削力均幅值二维谱以及扭矩谱。(4)制定加工中心主轴可靠性加载试验加载方案以及基于载荷谱确定用于加载的程序载荷中各加载块的参数。利用载荷谱初步确定了程序载荷中各加载块的加载时间、各级载荷值和加载频率等参数。考虑到电液伺服加载系统加载频率的限制,对程序载荷中各载荷块的各级加载时间、加载频率进行修正,获得适用于加工中心主轴可靠性试验台的程序载荷。

关键词：加工中心主轴可靠性试验载荷谱扩散核密度估计带宽

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加工中心主轴故障分析与维修

金属加工（冷加工） 2015年第1期 84-85页

作者：王银洲许昌技师学院河南461000

简要介绍了几例数控加工中心主轴常见故障,从原理上分析故障产生的原因,并针对故障现象采取了合理的解决方法。

关键词：加工中心主轴故障分析主轴结构立式加工中心机床运行机床厂换刀机床故障主轴箱轴控制器

捷克TOS卧式镗铣加工中心主轴内冷故障分析与修理

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金属加工（冷加工） 2015年第5期 79-81页

作者：宗建军郭景红南车戚墅堰机车车辆工艺研究所有限公司江苏常州213011

本文以捷克TOS卧式镗铣加工中心为例,介绍该机床主轴后部漏油及主轴内冷泄漏故障排除的思路和维修过程,对其他类似结构的大型加工中心维修有一定的借鉴意义。

关键词：加工中心主轴 TOS 液压缸故障分析维修过程泄漏故障密封环重复定位精度密封件螺钉孔

检测维修精益求精——访北京凯圣汇泰机电科技有限公司副总经理李雪研

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制造技术与机床 2016年第3期 11-12页

作者：谭弘颖《制造技术与机床》编辑部

北京凯圣汇泰机电科技有限公司（以下简称＂凯圣汇泰＂）,是一家知识型的股份制公司。何谓知识型企业？据该公司副总经理李雪研先生介绍,知识型企业可以认为是运用新知识和技术生产、管理、服务、发展的企业。凯圣汇泰从起初单纯经营轴... 详细信息

北京凯圣汇泰机电科技有限公司（以下简称＂凯圣汇泰＂）,是一家知识型的股份制公司。何谓知识型企业？据该公司副总经理李雪研先生介绍,知识型企业可以认为是运用新知识和技术生产、管理、服务、发展的企业。凯圣汇泰从起初单纯经营轴承,再到成为SKF在中国100多家授权经销商之一,现在已是拥有独立知识产权的公司。在机床行业,凯圣汇泰还承接加工中心主轴维修业务。

关键词：机电科技加工中心主轴知识型企业授权经销商独立知识产权维修业务主轴轴承股份制公司检测维修产品供应商

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数控加工中心

木工机床 1993年第3期 49-54页

作者：卢镇华

意大利戴尔马克(Delmac)集团的连双·布士雅图(Lino Busellato)公司是专门生产多轴钻床的著名厂家。产品有单排多轴钻床、“左下组合型”多排多轴钻床和大型排钻床等。90年代初采用数控技术、对大型排钻床进行改进。

关键词：数控加工中心多轴钻床主轴头刀轴加工中心主轴士雅进给运动组合型滚珠丝杆切槽