摘要：机床加工工艺系统的原始误差严重影响机床的加工精度,消除相应的误差影响至关重要。首先,提出一种静态载荷加载试验方案,模拟机床实际加工过程中的受力状况,再基于试验建立三轴数控机床几何与切削力综合误差模型,以球头刀三轴数控铣削为背景,利用激光干涉仪与“九线法”辨识方法,测量并辨识上述的机床综合误差。然后,根据多体系统理论和齐次坐标变换矩阵,建立球头刀三轴数控铣削空间误差模型,将机床综合误差变换到球头刀刀心的位置上。最后,根据球头刀铣削工件表面成形原理,建立消除机床综合误差的刀心曲面,实现三轴数控机床几何与切削力综合误差的补偿。

摘要：数控机床几何误差的测量与辨识是其精度提升的基础,而采用激光跟踪干涉仪的几何误差多边测量与辨识方法由于其高效、便捷的优势获得了广泛关注。提出一种基于多边测量的三轴机床几何误差非冗余无约束辨识方法,借助过渡坐标系和中间物理量,完全避免了冗余待辨识参数以及附加约束。与现有辨识方法相比,所提方法具有求解稳定性好、计算复杂度低的优点。实验结果表明,所提方法可完整、准确的辨识出三轴机床所有21项几何误差。

摘要：为了进一步深入研究铁基非晶涂层的制备和性能,利用人工神经网络和多因素多水平设计对超音速火焰喷涂技术制备的铁基非晶纳米晶涂层的工艺参数和性能进行了优化,以期对铁基非晶涂层的实际应用提供参考.多因素多水平试验通过设计分析方法和设计实验参数,建立神经网络模型,研究了煤油量、氧气量、送粉率和喷涂距离四项工艺参数对涂层孔隙率、硬度、结合强度和沉积效率的影响规律.采用扫描电镜、透射电镜等手段表征了粉末及涂层的显微结构和内部微观组织形貌;采用X射线衍射仪、同步热分析仪等设备对粉末和涂层成分、相组成和非晶程度进行了观察分析.验证了工艺参数优化过程的计算机模拟结果,确定了最佳喷涂工艺参数范围,进一步提升了涂层的性能.讨论了喷涂过程中孔隙形成的微观过程和非晶纳米晶对涂层性能的影响机理.研究表明各工艺参数对涂层性能是多因素互相影响的,理论上最佳喷涂工艺参数为煤油量23 L·h^(-1)、氧气量51 L·h^(-1)、送粉率72 g·min^(-1)、喷涂距离280 mm,制备出的铁基非晶涂层厚度约为270μm、孔隙率约为1.3%、结合强度约为84 MPa、硬度约为1110 HV_(0.3).涂层非晶程度在80%左右,纳米晶尺寸为3~5 nm,涂层在600℃以下不会发生晶化过程.

摘要：通过研究锋利型双面槽数控刀片在抛光时支撑面的尖角磨损现象,分析了抛光刀片的受力并得到其运动模型,得出尖角磨损的一个重要原因是抛光刀片高频率、周期性的相对限位槽运动,设计了两种抛光夹具进行抛光测试验证,探索抛光夹具限位槽间隙、径向位置以及定位销孔间隙对刀片支撑面刀尖磨损的影响规律。实验得出:限位槽间隙对锋利型双面槽刀片支撑面刀尖磨损产生正相关的影响,而当限位槽间隙达到0.6mm后,其正相关的影响减缓;同一限位槽间隙的不同径向位置抛光时对刀尖磨损无明显影响;定位销孔间隙对刀尖磨损有明显的影响,定位销孔间隙越大,刀尖磨损越严重。本研究可指导其他锋利型产品的抛光夹具设计,抛光夹具的限位槽双边间隙设计在0.2~0.4mm为宜,定位销孔略大于支撑盘定位销即可。

摘要：围绕高档数控机床基础件的低应力制造问题,研究了残余应力的分布规律,提出从优化制造过程工艺参数出发的降低残余应力方法。明确了铸造、机加工是两个对残余应力的产生起主导作用的工艺环节,采用有限元法对某加工中心床身进行了残余应力分析,得出了该床身在铸造与机加工环节的残余应力大小及分布情况。据此优化铸造残余应力振动时效处理的工艺参数,并分析了铣削加工参数对残余应力的影响。分析结果对数控机床大型基础件的低应力制造提供理论依据,有效保证基础件精度和稳定性。

摘要：分析数控机床故障产生的原因,研究制定相应的解决方案,同时为实现设备运行状态的可监控性,提高设备的可靠性,开发集机床状态监测、故障预警、故障诊断和故障排除为一体的智能保障系统。通过对数控机床智能保障系统的研究、设计,介绍其实现的关键技术及方法。举丝杠运动状态监测为例,进行运动状态趋势分析、智能故障诊断,从而实现对数控机床的智能保障,验证智能保障系统的实用性。

摘要：曲轴轴颈的圆度误差作为曲轴必检的核心尺寸,直接影响曲轴的寿命和性能。针对圆度误差求解数据量多和计算复杂的问题,提出一种基于改进K-means聚类定心算法的圆度误差评定方法。该算法通过对轴颈采样通道的样本点进行环形聚类获得集合UK,同时以设计的目标控制器剔除UK的噪声点,以UK的最小二乘法圆度评定误差fm来估计整个环形样本的误差。聚类值从K=5循环迭代增加,直至fm符合预设统计质量控制规划。评定结果表明,聚类定心算法的圆度误差评定方法能实现曲轴圆度误差的高效、精确评定。

摘要：目前在识别中外中高档数控机床技术差距的研究中,存在技术缺口信息不够丰富、缺乏基于数据层面对技术缺口内容进行客观描述等问题。基于文献计量与专利分析及信息可视化工具,使用多源数据分析全球数控机床领域研究进展与趋势,通过国内外典型企业的产品数据与专利信息匹配来识别中国中高档数控机床技术缺口与短板,为相关决策提供数据和方法支持。研究结果表明:中国在中高档数控机床的主机产品、可靠性技术、数字化设计技术等方面仍存在不同层次的创新缺口。基于分析结果,对中国中高档数控机床的创新发展,分别从国家、企业和科研机构层面提出加强基础共性技术研发、构筑起能与工业发达国家竞争的技术创新体系和技术创新人才队伍,突破关键主机及成套装备创新、加强工艺研究和引进消化吸收力度以及相应的创新平台建设,加强情报智力支持作用、注重人才培养并积极为政府和企业提供动态性咨询服务等对策建议。

摘要：为提高不同温度下数控机床体积误差检测及建模精度,提出一种基于温升可重复的数控机床全温度范围体积热误差高精度检测方法,有效避免温度不匹配因素对分步体对角线测量体积热误差的影响;与常规热误差测量方法比较,基于温升可重复的分步体对角线测量方法可大幅提高体积热误差检测精度。阐明综合考虑刀具及主轴热变形的体积热误差综合数学模型建模机理,为误差检测、建模及补偿奠定基础。设计开发基于P89V51RD2单片机的误差检测及补偿平台,实验结果表明,补偿后体积热误差减小82.3%,大幅提高数控机床体积热误差检测及补偿精度。

摘要：机床整机结构方案设计是机床设计的关键环节.在早期设计阶段,实现整机及基础大件性能优化可显著减少后续详细设计的重复率,提高设计效率.基于多学科优化设计软件i SIGHT,搭建了机床整机结构方案设计及集成优化系统框架,有效集成参数化建模知识、仿真分析知识;综合利用实验设计、响应面拟合及多目标优化算法,形成了以结构件关键设计参数为变量、静动态特性及质量为目标的优化技术流程.以某框中框结构卧式加工中心为例,优化后整机质量下降6.38%,,整机最大变形降低3.24%,,工件-刀具相对变形降低5.68%,,首阶固有频率提高1.15%,.优化结果验证了所提出方法的可行性.