簡(jiǎn)介：當(dāng)今機(jī)床的發(fā)展除了要求機(jī)床重量輕、成本低、使用方便和具有良好工藝可能性外還著重要求機(jī)床具有愈來(lái)愈高的加工性能。為了保證機(jī)床具有良好的靜動(dòng)剛度、動(dòng)態(tài)特性、精度保持性及加工工藝性降低成本獲得較高的經(jīng)濟(jì)效益需要在機(jī)床的設(shè)計(jì)過(guò)程中對(duì)機(jī)床的結(jié)構(gòu)進(jìn)行有限元分析和結(jié)構(gòu)優(yōu)化以便能準(zhǔn)確的發(fā)現(xiàn)薄弱環(huán)節(jié)實(shí)現(xiàn)機(jī)床結(jié)構(gòu)的動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)和優(yōu)化。副主軸箱是機(jī)床非常重要的一個(gè)部件它直接影響零件表面成形運(yùn)動(dòng)軌跡的準(zhǔn)確性對(duì)機(jī)械加工精度影響很大因此有必要提高副主軸箱的剛度。本文以CW6185車(chē)床的副主軸箱為研究對(duì)象研究其結(jié)構(gòu)的靜動(dòng)態(tài)特性和提高其抗振性和穩(wěn)定性的主要方法。在對(duì)CW6185型車(chē)床的副主軸箱結(jié)構(gòu)進(jìn)行實(shí)體建模的基礎(chǔ)上對(duì)其進(jìn)行了有限元分析通過(guò)靜力分析得到了副主軸箱結(jié)構(gòu)的位移云圖和應(yīng)力云圖通過(guò)模態(tài)分析得到副主軸箱結(jié)構(gòu)的前10階固有頻率和振型通過(guò)諧響應(yīng)分析獲得了副主軸箱結(jié)構(gòu)在簡(jiǎn)諧切削力的作用下的位移頻率曲線(xiàn)以此來(lái)研究其靜動(dòng)態(tài)特性找出副主軸箱結(jié)構(gòu)的薄弱環(huán)節(jié)確定需要改進(jìn)的地方。針對(duì)有限元分析得出的結(jié)論在HYPERWKS優(yōu)化軟件中對(duì)CW6185型車(chē)床的副主軸箱結(jié)構(gòu)進(jìn)行了參數(shù)化建模然后在保證其精度要求和動(dòng)態(tài)特性條件下本著提高經(jīng)濟(jì)效益、節(jié)約成本的目的對(duì)其進(jìn)行針對(duì)性的結(jié)構(gòu)優(yōu)化。

簡(jiǎn)介：類(lèi)號(hào)叼C密級(jí)學(xué)位論文立式車(chē)床液體靜壓導(dǎo)軌的性能分析與研究乍者姓名旨導(dǎo)教師申請(qǐng)學(xué)位級(jí)別學(xué)科專(zhuān)業(yè)名稱(chēng)論文提交日期學(xué)位授予曰期評(píng)閱人時(shí)鑫張志偉副教授東北大學(xué)液壓與氣動(dòng)技術(shù)研究所碩士學(xué)科類(lèi)別工學(xué)機(jī)械電子工程2010年6月論文答辯日期2010年7月2010生V7答辯委員會(huì)主席朱壓耨芥東北大學(xué)2010年6月獨(dú)創(chuàng)性聲明本人聲明，所呈交的學(xué)位論文是在導(dǎo)師的指導(dǎo)下完成的。論文中取得的研究成果除加以標(biāo)注和致謝的地方外，不包含其他人己經(jīng)發(fā)表或撰寫(xiě)過(guò)的研究成果，也不包括本人為獲得其他學(xué)位而使用過(guò)的材料。與我一同工作的同志對(duì)本研究所做的任何貢獻(xiàn)均己在論文中作了明確的說(shuō)明并表示謝亡己恩。學(xué)位論文作者簽名叮鑫日期少M(fèi)7多學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書(shū)本學(xué)位論文作者和指導(dǎo)教師完全了解東北大學(xué)有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定即學(xué)校有權(quán)保留并向國(guó)家有關(guān)部門(mén)或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和磁盤(pán)，允許論文被查閱和借閱。本人同意東北大學(xué)可以將學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行檢索、交流。作者和導(dǎo)師同意網(wǎng)上交流的時(shí)間為作者獲得學(xué)位后半年口一年口一年半口學(xué)篙囂彩厴簽字日期■卅口7。U兩年匾／導(dǎo)師簽名茲孝，偉簽字日期D7紗、7，多’

簡(jiǎn)介：普通車(chē)床的設(shè)計(jì)大多沿用了以往的設(shè)計(jì)思想，機(jī)床設(shè)計(jì)的理論依據(jù)不足。在整個(gè)機(jī)床的各個(gè)組成部分中，機(jī)床床身是一個(gè)很重要的大件。目前對(duì)普通車(chē)床床身的設(shè)計(jì)缺乏有效的理論依據(jù)，床身的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不盡合理。而C6140車(chē)床是普通車(chē)床中的主流型號(hào)之一，因此對(duì)該車(chē)床的床身進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)有重要的實(shí)際價(jià)值。本文依據(jù)圖紙?jiān)谌S建模軟件PROE中，利用零件造型模塊建立床身的三維模型。利用有限元分析軟件ANSYS將模型導(dǎo)入進(jìn)來(lái)，建立有限元模型。然后對(duì)床身進(jìn)行受力分析。床身的受力來(lái)源于床鞍、床頭、床腿。經(jīng)過(guò)對(duì)三者的受力分析，建立起床身的力學(xué)模型。利用有限元分析軟件ANSYS和PROE中的MECHANICA分析模塊，分別對(duì)CD6140車(chē)床床身進(jìn)行了有限元結(jié)構(gòu)分析和模態(tài)分析。采用科學(xué)計(jì)算和實(shí)際經(jīng)驗(yàn)相結(jié)合的方法。類(lèi)比同類(lèi)車(chē)床床身的結(jié)構(gòu)，并依據(jù)有限元分析的數(shù)據(jù)，對(duì)該床身結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化。針對(duì)CD6140車(chē)床床身提出了三個(gè)原始減重方案。依據(jù)床身的鑄造工藝、車(chē)床的實(shí)際工作狀況、剛度和固有頻率等論證每個(gè)減重方案的可行性。依據(jù)三個(gè)原始減重方案修改床身結(jié)構(gòu)并分別對(duì)床身進(jìn)行有限元分析，采取第三個(gè)原始減重方案為初步方案。在此基礎(chǔ)上又提出更加合理的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)要求；對(duì)床身的肋板結(jié)構(gòu)重新設(shè)計(jì)，并進(jìn)行拓?fù)鋬?yōu)化。經(jīng)過(guò)反復(fù)的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)得到床身肋板的合理結(jié)構(gòu)。綜合考慮車(chē)床的工況指標(biāo)以及制造成本、鑄造工藝等因素，在不降低車(chē)床性能的基礎(chǔ)上得到了床身的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)方案。通過(guò)對(duì)CD6140車(chē)床床身的有限元分析和結(jié)構(gòu)優(yōu)化，減輕了車(chē)床床身的重量，節(jié)省了工程材料，床身的剛度和固有頻率等指標(biāo)也得到了不同程度的提高，為同類(lèi)型機(jī)床的設(shè)計(jì)生產(chǎn)提供了更多的理論依據(jù)。

簡(jiǎn)介：機(jī)床主軸系統(tǒng)和進(jìn)給系統(tǒng)熱變形是引起機(jī)床熱誤差（因機(jī)床各部件熱變形而引起的加工誤差）的主要原因。大量研究證實(shí)，機(jī)床熱誤差占機(jī)床總加工誤差的40％75％。高速機(jī)床轉(zhuǎn)速高，進(jìn)給速度快，發(fā)熱量大。熱誤差控制及補(bǔ)償是提高高速機(jī)床加工精度的關(guān)鍵技術(shù)。本課題來(lái)源于“高檔數(shù)控機(jī)床與基礎(chǔ)制造裝備”國(guó)家科技重大專(zhuān)項(xiàng)。綜合專(zhuān)項(xiàng)要求，本文利用有限元法和實(shí)驗(yàn)測(cè)試對(duì)CH7516GS系列高速切削中心熱特性進(jìn)行研究，提出了高速機(jī)床熱誤差的控制方法，設(shè)計(jì)了熱變形補(bǔ)償系統(tǒng)。本文研究?jī)?nèi)容1、基于網(wǎng)格裝配思路，對(duì)主軸系統(tǒng)進(jìn)行有限元網(wǎng)格劃分，大幅降低了大型裝配體網(wǎng)格劃分的難度。計(jì)入接觸熱阻，對(duì)CH7516GS高速切削中心主軸系統(tǒng)的溫度場(chǎng)與熱變形等熱特性進(jìn)行了有限元仿真分析。采用最小二乘圓法對(duì)主軸軸線(xiàn)漂移進(jìn)行了理論研究。2、對(duì)CH7516GS高速切削中心進(jìn)給系統(tǒng)進(jìn)行了熱特性分析。3、構(gòu)建了主軸系統(tǒng)溫度場(chǎng)和熱變形實(shí)施測(cè)試系統(tǒng)。利用數(shù)字信號(hào)處理的方法對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，實(shí)驗(yàn)研究了主軸熱變形和主軸端面跳動(dòng)。所選測(cè)溫點(diǎn)被企業(yè)用于新一代高速車(chē)床。4、研究了高速機(jī)床的熱誤差控制方法，提出針對(duì)高速機(jī)床的恒溫暖機(jī)的方案，可以極大提高暖機(jī)效率，減小冷機(jī)狀態(tài)加工誤差5、在現(xiàn)有BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了基于超磁致伸縮驅(qū)動(dòng)的熱變形補(bǔ)償驅(qū)動(dòng)器，構(gòu)建了熱變形補(bǔ)償系統(tǒng)。本文研究結(jié)論1、高速機(jī)床主軸系統(tǒng)熱變形與轉(zhuǎn)速正相關(guān)。轉(zhuǎn)速超過(guò)3000轉(zhuǎn)分后，溫升和熱變形顯著2、高速機(jī)床主軸系統(tǒng)發(fā)熱量比普通機(jī)床大，要求高速機(jī)床有更好的熱結(jié)構(gòu)和熱特性，不是普通機(jī)床的簡(jiǎn)單升級(jí)3、主軸端面跳動(dòng)隨轉(zhuǎn)速和時(shí)間的增加而逐漸減小4、恒定冷卻水溫暖機(jī)可以提高效率，減小冷機(jī)加工誤差。

簡(jiǎn)介：隨著當(dāng)今世界科技的迅猛發(fā)展和社會(huì)的不斷進(jìn)步，對(duì)于機(jī)械加工尤其是精密機(jī)械加工提出了一系列較高的要求。作為加工機(jī)械的機(jī)械，機(jī)床在制造業(yè)中的角色極為重要。為了滿(mǎn)足現(xiàn)代制造高精度、高效率、低成本等要求，除了在設(shè)計(jì)和自動(dòng)化技術(shù)方面不斷開(kāi)拓之外，還有一個(gè)具有潛力的研究領(lǐng)域就是使用新型材料。傳統(tǒng)鑄鐵材料有著阻尼特性差、生產(chǎn)成本高等缺陷，正在遭遇越來(lái)越多的加工技術(shù)限制?，F(xiàn)代復(fù)合材料中的樹(shù)脂基復(fù)合材料與鑄鐵相比，具有減振性好、傳熱率低、抗腐蝕性強(qiáng)、制造周期短等多方面的優(yōu)點(diǎn)，正在逐漸取代傳統(tǒng)材料，在精密機(jī)床床身的使用材料中占據(jù)一定地位。因此研究該材料及其應(yīng)用床身的性能，對(duì)于提高機(jī)床加工精度，降低制造成本乃至于推動(dòng)制造業(yè)整體的發(fā)展具有重要的意義。論文首先綜合參考了國(guó)內(nèi)外的研究成果，在現(xiàn)有的條件下制定材料的組分配比及材料制作的工藝規(guī)程，并在此基礎(chǔ)上制作樹(shù)脂基復(fù)合材料的試件。依托某機(jī)械公司對(duì)制作的試件進(jìn)行了彈性模量、泊松比、材料阻尼、密度、線(xiàn)膨脹系數(shù)和導(dǎo)熱系數(shù)等性能的測(cè)試試驗(yàn)，進(jìn)行了相關(guān)的分析。將試驗(yàn)測(cè)得的材料性能參數(shù)與鑄鐵材料做比較，驗(yàn)證了該材料應(yīng)用于機(jī)床床身的可行性。接著，以某型號(hào)精密數(shù)控車(chē)床為例，針對(duì)其加工特點(diǎn)和工作要求以及樹(shù)脂基復(fù)合材料密度小的特點(diǎn)進(jìn)行床身的改型設(shè)計(jì)；對(duì)床身做了靜力結(jié)構(gòu)分析和熱源分析，解決力載荷和熱載荷的簡(jiǎn)化與施加的問(wèn)題，對(duì)床身主要受力和熱源進(jìn)行了計(jì)算。最后，用有限元方法分別對(duì)兩種材料的床身進(jìn)行模態(tài)分析、諧響應(yīng)分析、靜力結(jié)構(gòu)分析、穩(wěn)態(tài)熱分析及熱結(jié)構(gòu)耦合分析。通過(guò)分析結(jié)果研究了兩種材料床身的動(dòng)態(tài)特性、靜態(tài)特性和熱態(tài)特性。對(duì)比二者的各項(xiàng)分析結(jié)果，在相同工況下樹(shù)脂基復(fù)合材料床身較鑄鐵材料床身阻尼性好、變形小、熱穩(wěn)定性?xún)?yōu)良。證明了樹(shù)脂基復(fù)合材料應(yīng)用于機(jī)床床身的優(yōu)越性。上述研究結(jié)果對(duì)于樹(shù)脂基復(fù)合材料應(yīng)用于機(jī)床床身有著較好的參考價(jià)值和指導(dǎo)意義。

簡(jiǎn)介：曲軸是發(fā)動(dòng)機(jī)的重要部件之一，也是受力情況最為復(fù)雜的部件之一。其加工質(zhì)量直接影響著發(fā)動(dòng)機(jī)的整體性能，這對(duì)曲軸加工設(shè)備提出了很高的要求。在這一背景下，研究曲軸加工設(shè)備的驅(qū)動(dòng)原理和方法，尋求適合的同步驅(qū)動(dòng)方案，這不僅在學(xué)術(shù)上有重要價(jià)值，而且具有重大的實(shí)用意義。傳統(tǒng)的多刀車(chē)削機(jī)床，因其采取單邊驅(qū)動(dòng)的方式，扭矩傳遞距離比較大，曲軸會(huì)在加工過(guò)程中產(chǎn)生較大的扭轉(zhuǎn)變形，影響相位角精度。本課題所研究的曲軸加工復(fù)合車(chē)床，采用雙驅(qū)動(dòng)方式，由頭、尾架同步驅(qū)動(dòng)曲軸旋轉(zhuǎn)。大大提高了曲軸加工精度。本論文在對(duì)傳統(tǒng)曲軸加工工藝和設(shè)備進(jìn)行詳細(xì)分析的基礎(chǔ)上，研究了曲軸在加工過(guò)程中的受力和變形問(wèn)題，提出了曲軸加工復(fù)合車(chē)床雙驅(qū)動(dòng)的必要性。以曲軸加工復(fù)合車(chē)床為例，探討了雙驅(qū)動(dòng)的兩種主要實(shí)現(xiàn)方式，并對(duì)同步精度進(jìn)行分析和計(jì)算。本論文主要包括四部分內(nèi)容一是曲軸受力分析及加工精度計(jì)算。對(duì)加工過(guò)程中曲軸的受力情況進(jìn)行分析，得知曲軸的彎曲變形量較小，而且在精加工階段可以得到一定補(bǔ)償，而由扭轉(zhuǎn)變形引起的曲軸連桿頸相位角誤差較大，且在后續(xù)加工中無(wú)法得到補(bǔ)償。因此主要對(duì)扭轉(zhuǎn)變形進(jìn)行計(jì)算，分析了其對(duì)加工精度的影響。二是雙驅(qū)動(dòng)的實(shí)現(xiàn)方法及同步誤差分析。兩種實(shí)現(xiàn)機(jī)械系統(tǒng)同步的方法是機(jī)械同步和控制同步，分別對(duì)其誤差來(lái)源及誤差控制方法進(jìn)行分析，提出了幾種控制方案，并對(duì)其控制效果進(jìn)行分析。三是曲軸加工復(fù)合車(chē)床雙驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)若干關(guān)鍵零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。四是曲軸相位角檢測(cè)裝置的設(shè)計(jì)及應(yīng)用。傳統(tǒng)曲軸連桿頸相位角檢測(cè)方法，由于其通用性差、檢測(cè)效率低、誤差大等原因，不能滿(mǎn)足曲軸大批量生產(chǎn)時(shí)的需要。本文對(duì)傳統(tǒng)曲軸連桿頸相位角的測(cè)量方法進(jìn)行了誤差分析，研究了一種測(cè)量誤差小、檢測(cè)效率高的新型數(shù)顯測(cè)量?jī)x，并介紹了其結(jié)構(gòu)原理和使用方法。論文研究?jī)?nèi)容對(duì)曲軸加工技術(shù)及汽車(chē)制造業(yè)具有實(shí)用價(jià)值，具有廣泛的應(yīng)用前景。

簡(jiǎn)介：機(jī)床是裝備制造業(yè)的母機(jī)，對(duì)國(guó)家的工業(yè)具有重要意義。顫振作為機(jī)床振動(dòng)的一種形式，嚴(yán)重制約著機(jī)床行業(yè)向高效率和高精度的發(fā)展。機(jī)床發(fā)生顫振時(shí)，會(huì)造成表面質(zhì)量下降，噪聲污染，甚至造成刀具等部件受損等嚴(yán)重后果。因此研究顫振機(jī)理對(duì)于控制其危害，提高機(jī)床的性能具有重要意義。本文在總結(jié)了國(guó)內(nèi)外有關(guān)切削顫振機(jī)理研究基礎(chǔ)之上，以CA6136型車(chē)床為研究對(duì)象，設(shè)計(jì)了切削顫振試驗(yàn)，整機(jī)模態(tài)試驗(yàn)和刀尖敲擊試驗(yàn)，以所得實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，對(duì)試驗(yàn)車(chē)床進(jìn)行了切削穩(wěn)定性分析。首先，在不同轉(zhuǎn)速下，通過(guò)改變切削深度，使車(chē)床從平穩(wěn)切削到顫振切削，采集刀尖，主軸，尾座在各種工況下的信號(hào)，對(duì)比分析所得到的數(shù)據(jù)，確定了顫振頻率范圍。然后，以確定顫振主體為目的，先進(jìn)行了整機(jī)模態(tài)試驗(yàn)，以單點(diǎn)激勵(lì)多點(diǎn)響應(yīng)的方法，獲得整機(jī)X向和Y向的各階模態(tài)參數(shù)，然后在刀尖敲擊試驗(yàn)中，獲得了刀具的頻響函數(shù)。通過(guò)對(duì)所得結(jié)果的分析，確定了顫振主體為刀具。最后，利用所得實(shí)驗(yàn)與分析結(jié)果，獲得了該車(chē)床的穩(wěn)定性葉瓣圖，結(jié)合試驗(yàn)數(shù)據(jù)，對(duì)穩(wěn)定性葉瓣圖進(jìn)行了詳細(xì)的分析，確定改車(chē)床在特定切削條件下的最佳主軸轉(zhuǎn)速和對(duì)應(yīng)的最佳切削深度。

簡(jiǎn)介：作為數(shù)控機(jī)床熱誤差補(bǔ)償關(guān)鍵技術(shù)之一的數(shù)控機(jī)床熱誤差補(bǔ)償建模方法研究得到了國(guó)內(nèi)外學(xué)者的廣泛重視和深入研究本論文在對(duì)國(guó)內(nèi)外數(shù)控機(jī)床熱誤差補(bǔ)償建模方法分析研究的基礎(chǔ)上重點(diǎn)對(duì)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)建模方法進(jìn)行了研究主要工作內(nèi)容如下在對(duì)機(jī)床熱變形進(jìn)行簡(jiǎn)要分析的基礎(chǔ)上以大連機(jī)床有限責(zé)任公司的CL20A高速數(shù)控車(chē)床為研究對(duì)象獲取溫度和熱位移數(shù)據(jù)并用模糊聚類(lèi)方法對(duì)其進(jìn)行分析找出機(jī)床溫度變化敏感點(diǎn)。以溫度變化敏感點(diǎn)數(shù)據(jù)為建模依據(jù)用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)建模方法進(jìn)行建模和分析來(lái)獲取機(jī)床熱誤差與機(jī)床溫度敏感點(diǎn)之間的內(nèi)在聯(lián)系和規(guī)律。建模結(jié)果顯示神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)具有很好的建模效果在建模的有效性和魯棒性方面具有其他建模方面無(wú)法比擬的優(yōu)勢(shì)。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)建模方法的主要難點(diǎn)是訓(xùn)練參數(shù)的調(diào)試選擇在建模過(guò)程中要對(duì)訓(xùn)練參數(shù)進(jìn)行反復(fù)調(diào)節(jié)比對(duì)驗(yàn)證直至預(yù)測(cè)效果達(dá)到最佳。研究表明從對(duì)熱誤差的預(yù)報(bào)來(lái)看BP網(wǎng)絡(luò)可以達(dá)到60％左右與RBF網(wǎng)絡(luò)的45％左右以及自適應(yīng)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模糊系統(tǒng)的15％左右相比要好。從建模的速度來(lái)看RBF網(wǎng)絡(luò)的建模速度最快BP網(wǎng)絡(luò)稍遜自適應(yīng)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模糊系統(tǒng)時(shí)間稍長(zhǎng)。比較而言BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)建?？傮w效果最好RBF網(wǎng)絡(luò)稍遜自適應(yīng)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模糊系統(tǒng)效果較差。

簡(jiǎn)介：伺服調(diào)整技術(shù)對(duì)提高數(shù)控機(jī)床的加工性能具有重要作用。本文主要研究了數(shù)控車(chē)床的伺服系統(tǒng)調(diào)整技術(shù)，目的是通過(guò)相關(guān)研究，尋求提升經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車(chē)床產(chǎn)品的加工性能的有效方法，本文主要內(nèi)容如下以ETC1625數(shù)控車(chē)床為例，介紹了該數(shù)控車(chē)床的主要特點(diǎn)。分析了加工過(guò)程中遇到的振紋與暗影、圓弧過(guò)象限反向過(guò)沖、高速加工中輪廓精度偏差等與伺服調(diào)整相關(guān)的加工問(wèn)題。歸納了數(shù)控車(chē)床產(chǎn)品常見(jiàn)的幾類(lèi)與伺服調(diào)整有關(guān)的加工問(wèn)題。論文研究了ETC1625數(shù)控車(chē)床伺服的機(jī)械結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及伺服裝配時(shí)的調(diào)整方法，從理論上分析了數(shù)控車(chē)床易出現(xiàn)伺服問(wèn)題的機(jī)械部位。抽離并建立了伺服系統(tǒng)增益問(wèn)題的一階數(shù)學(xué)模型，分析了位置環(huán)伺服增益參數(shù)對(duì)于伺服系統(tǒng)的調(diào)整作用。抽離并建立了受主軸振動(dòng)擾動(dòng)時(shí)伺服系統(tǒng)的三階數(shù)學(xué)模型，研究了伺服系統(tǒng)對(duì)外界等幅無(wú)阻尼振動(dòng)的驅(qū)動(dòng)參數(shù)調(diào)節(jié)情況。抽離并建立了含有機(jī)械“裝配爬行”和“不同軸”等問(wèn)題的伺服系統(tǒng)的四階數(shù)學(xué)模型，分析了該類(lèi)伺服系統(tǒng)的穩(wěn)定性與傳遞函數(shù)特征方程根的情況，并提出相應(yīng)改進(jìn)方案。進(jìn)而從理論上分析出伺服參數(shù)整定調(diào)整研究的必要性。在理論分析的基礎(chǔ)上，論文先從伺服系統(tǒng)的單個(gè)部件入手，研究了針對(duì)國(guó)產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)，配置獨(dú)立的安川伺服驅(qū)動(dòng)器的伺服參數(shù)整定方案，并驗(yàn)證了參數(shù)整定效果。設(shè)計(jì)了應(yīng)用于生產(chǎn)實(shí)際的“伺服裝配檢測(cè)試驗(yàn)臺(tái)”，介紹了其原理，將實(shí)際伺服機(jī)械裝配效果量化、可視化，并提高了公司流量型數(shù)控車(chē)床產(chǎn)品的伺服機(jī)械裝配效率與質(zhì)量，為公司創(chuàng)造了經(jīng)濟(jì)效益。文章在上述理論分析、單個(gè)部件研究的基礎(chǔ)上，對(duì)文章開(kāi)始部分提出的幾類(lèi)帶來(lái)加工偏差的伺服問(wèn)題，進(jìn)行了伺服機(jī)械裝配調(diào)整及電氣參數(shù)整定相結(jié)合的現(xiàn)場(chǎng)伺服調(diào)整方案的研究，并驗(yàn)證了相關(guān)調(diào)整效果。在此基礎(chǔ)上，為尋求通用性，論文結(jié)合我公司針對(duì)該型數(shù)控車(chē)床所進(jìn)行的專(zhuān)項(xiàng)伺服優(yōu)化調(diào)整項(xiàng)目，研究了基于球桿儀等設(shè)備，對(duì)ETC1625數(shù)控車(chē)床進(jìn)行伺服調(diào)整的整套解決方案研究了基于FANUCSERVOGUIDE軟硬件的電氣伺服參數(shù)整定方法編寫(xiě)了相關(guān)參數(shù)整定用的“盲調(diào)手冊(cè)”。同時(shí)還通過(guò)樣件切削，驗(yàn)證了機(jī)械調(diào)整與電氣參數(shù)整定相結(jié)合的整套伺服調(diào)整方案的效果。

簡(jiǎn)介：數(shù)控車(chē)床的進(jìn)給系統(tǒng)主要部件是滾珠絲杠其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及安裝形式?jīng)Q定了進(jìn)給系統(tǒng)傳動(dòng)剛度低從而在一定程度上影響了車(chē)床的加工精度半閉環(huán)車(chē)床由于缺少光柵尺等位置檢測(cè)裝置因此進(jìn)給系統(tǒng)剛度引起的加工誤差會(huì)更明顯。研究進(jìn)給系統(tǒng)剛度產(chǎn)生加工誤差的機(jī)理對(duì)提高半閉環(huán)普通數(shù)控車(chē)床的加工精度有著重要意義。本文以實(shí)驗(yàn)室自主研制的多功能數(shù)控車(chē)床為研究載體建立了內(nèi)球面加工過(guò)程中考慮剛度影響的進(jìn)給系統(tǒng)力學(xué)模型通過(guò)仿真研究分析了剛度產(chǎn)生的誤差影響提出一種誤差補(bǔ)償方法并進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。根據(jù)實(shí)驗(yàn)需求對(duì)多功能數(shù)控車(chē)床的機(jī)械本體進(jìn)行了詳細(xì)設(shè)計(jì)并為車(chē)床配置了傳統(tǒng)的數(shù)控和工控機(jī)兩套控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)了便于兩套控制系統(tǒng)轉(zhuǎn)換的控制柜并對(duì)各硬件的配置和接線(xiàn)進(jìn)行了介紹完成了多功能數(shù)控車(chē)床的裝配和聯(lián)機(jī)調(diào)試。建立了考慮剛度影響的進(jìn)給系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型。針對(duì)較為復(fù)雜的內(nèi)球面加工從工藝路線(xiàn)和工藝參數(shù)兩個(gè)方面分析了其加工過(guò)程建立了切削力作用下的進(jìn)給系統(tǒng)受力和變形模型通過(guò)仿真研究分析了切削用量對(duì)進(jìn)給系統(tǒng)受力及不同母線(xiàn)和材料對(duì)變形量的影響規(guī)律為誤差補(bǔ)償程序的編寫(xiě)和實(shí)驗(yàn)的開(kāi)展提供依據(jù)。本文最后提出了一種分段圓弧插補(bǔ)、定點(diǎn)補(bǔ)償?shù)难a(bǔ)償方法并編寫(xiě)了含誤差補(bǔ)償機(jī)制的內(nèi)球面自動(dòng)加工程序在研制的數(shù)控車(chē)床上開(kāi)展了內(nèi)球面加工實(shí)驗(yàn)對(duì)含補(bǔ)償機(jī)制加工的內(nèi)球面和普通加工的內(nèi)球面進(jìn)行了測(cè)量測(cè)量結(jié)果表面進(jìn)給系統(tǒng)剛度對(duì)內(nèi)球面加工存在影響通過(guò)補(bǔ)償機(jī)制可以在一定程度上提高加工質(zhì)量。

簡(jiǎn)介：靜壓中心架具有承載能力大、運(yùn)行穩(wěn)定可靠、摩擦阻力小及剛度高等優(yōu)點(diǎn)，從而被廣泛應(yīng)用在重型機(jī)床上。其性能的優(yōu)劣將直接影響到機(jī)床的加工精度和效率。而靜壓中心架的油膜潤(rùn)滑性能和支承性能直接影響中心架的性能、可靠性和壽命。因此本文以理論分析和數(shù)值模擬為基礎(chǔ)，對(duì)中心架的間隙油膜進(jìn)行研究。通過(guò)對(duì)靜壓中心架間隙流體的速度場(chǎng)、壓力場(chǎng)和溫度場(chǎng)進(jìn)行模擬來(lái)優(yōu)化托瓦結(jié)構(gòu)，為中心架油腔結(jié)構(gòu)的優(yōu)化提供準(zhǔn)則，提高重型鏜車(chē)床中心架的工作效率。以計(jì)算流體力學(xué)、摩擦潤(rùn)滑理論和靜壓技術(shù)為理論基礎(chǔ)，總結(jié)國(guó)內(nèi)外徑向滑動(dòng)軸承的研究現(xiàn)狀，詳細(xì)研究靜壓中心架的潤(rùn)滑機(jī)理和靜壓支承原理，制定具體的研究方案。對(duì)靜壓中心架中間托瓦的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行詳細(xì)的分析。包括油腔形狀，油腔數(shù)目，油腔深度，進(jìn)油口位置。給出數(shù)值模擬基本假設(shè)條件，CFX有限體積法的控制方程。建立靜壓中心架中間托瓦和托瓦間隙油膜的三維模型，用ICEMCFD對(duì)油膜進(jìn)行網(wǎng)格劃分?；谟?jì)算流體力學(xué)和有限體積法，擬定合理的邊界條件。數(shù)值模擬，得到間隙油膜在不同油腔深度，不同進(jìn)油孔位置，不同油腔形狀下的速度場(chǎng)，壓力場(chǎng)，溫度場(chǎng)等潤(rùn)滑性能及支承特性。揭示了轉(zhuǎn)速對(duì)油膜溫度和油腔壓力的影響規(guī)律，進(jìn)油口位置的布置應(yīng)遵循離回油槽或出口較近的原則，指出油腔深度的減小會(huì)引起油腔動(dòng)壓效應(yīng)。比較扇形腔、圓形腔和矩形腔油膜的承載能力，得出在低轉(zhuǎn)速下扇形腔具有最好的承載性能。但隨轉(zhuǎn)度的提高扇形腔的溫升很大，在高轉(zhuǎn)速下，矩形腔托瓦的支承性能最好，最差的是圓形腔。本文對(duì)中心架的結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析研究，為中心架的支承特性研究提供一定的理論基礎(chǔ)，為重型鏜車(chē)床中心架托瓦的油腔結(jié)構(gòu)優(yōu)化提供理論依據(jù)。

簡(jiǎn)介：我國(guó)數(shù)控技術(shù)的發(fā)展起步于上世紀(jì)中期，通過(guò)一系列數(shù)控技術(shù)的引進(jìn)，消化吸收和科技攻關(guān)，數(shù)控技術(shù)和數(shù)控產(chǎn)業(yè)取得相當(dāng)大的進(jìn)步，尤其近幾年，我國(guó)數(shù)控產(chǎn)業(yè)規(guī)模增長(zhǎng)極為迅速。但是，長(zhǎng)期依賴(lài)進(jìn)口導(dǎo)致我國(guó)數(shù)控機(jī)床整體實(shí)力偏低，特別是高檔數(shù)控機(jī)床尤為明顯，缺乏與國(guó)際市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)力，究其主要原因是缺乏研究的持續(xù)性、缺乏數(shù)控技術(shù)人才和服務(wù)意識(shí)，以及國(guó)家重視力度不夠等。論文通過(guò)一系列計(jì)算確定了CJK5116A數(shù)控立式車(chē)床的動(dòng)力參數(shù)，完成其傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)，并通過(guò)有限元法對(duì)齒輪軸進(jìn)行了校核，同時(shí)利用仿真分析驗(yàn)證了傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)比，結(jié)果確定了設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確。利用有限元方法實(shí)現(xiàn)了機(jī)床結(jié)構(gòu)的動(dòng)力學(xué)分析，確定了機(jī)床的有限元模型，并分析了諧響應(yīng)和隨機(jī)振動(dòng)對(duì)機(jī)床結(jié)構(gòu)的影響，提出如何避免出現(xiàn)這些破壞機(jī)床結(jié)構(gòu)的因素。通過(guò)拓?fù)鋬?yōu)化方法對(duì)機(jī)床立柱進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)，分析結(jié)果表明，優(yōu)化后的立柱同樣能夠滿(mǎn)足要求。此外論文中還進(jìn)行了刀架絲桿的設(shè)計(jì)及其電機(jī)的選型，確定了絲桿的型號(hào)，并且通過(guò)運(yùn)動(dòng)學(xué)分析了其在實(shí)際使用中不存在爬行現(xiàn)象，從而保證使用的精度。對(duì)于機(jī)床導(dǎo)向部分，論文中選擇的是矩形截面導(dǎo)軌，通過(guò)定位原理確定其可以達(dá)到準(zhǔn)確導(dǎo)向的目的，通過(guò)斜鑲條來(lái)調(diào)節(jié)其間隙，使精度能得以保證。

簡(jiǎn)介：隨著超精密加工技術(shù)的發(fā)展，對(duì)機(jī)床進(jìn)給精度的要求越來(lái)越高。如何實(shí)現(xiàn)大載荷，大行程，高精度進(jìn)給成為了當(dāng)前研究熱點(diǎn)，采用宏微驅(qū)動(dòng)進(jìn)給系統(tǒng)是解決這一問(wèn)題的有效途徑，由宏驅(qū)動(dòng)實(shí)現(xiàn)加工尺寸及輪廓，由微驅(qū)動(dòng)進(jìn)行尺寸、輪廓的誤差補(bǔ)償，達(dá)到超精密加工要求，在大行程高精度加工領(lǐng)域，宏微驅(qū)動(dòng)進(jìn)給系統(tǒng)受到越來(lái)越多的關(guān)注并且得到了廣泛的應(yīng)用。宏微雙驅(qū)動(dòng)技術(shù)對(duì)提高機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)精度，改進(jìn)超精密位置控制系統(tǒng)，具有很高的實(shí)用價(jià)值以及廣泛的應(yīng)用前景。本文在深入了解國(guó)內(nèi)外超精密機(jī)床及宏微驅(qū)動(dòng)技術(shù)研究的基礎(chǔ)上，構(gòu)建了基于伺服電機(jī)和壓電陶瓷致動(dòng)器驅(qū)動(dòng)的宏微雙驅(qū)動(dòng)高精密數(shù)控車(chē)床進(jìn)給系統(tǒng)。對(duì)車(chē)床實(shí)驗(yàn)臺(tái)的柔性導(dǎo)軌進(jìn)給方向剛度進(jìn)行了理論計(jì)算，并利用ANSYS有限元分析軟件對(duì)其進(jìn)行了靜態(tài)分析、模態(tài)分析，利用FUTEKLCM500力傳感器和電感測(cè)微儀測(cè)定了柔性導(dǎo)軌進(jìn)給方向及其他幾個(gè)方向的剛度。柔性導(dǎo)軌剛度測(cè)定實(shí)驗(yàn)表明，柔性導(dǎo)軌在進(jìn)給方向上具有很好的導(dǎo)向精度，分析了基于壓電致動(dòng)器微進(jìn)給裝置力學(xué)特性，通過(guò)實(shí)驗(yàn)對(duì)微進(jìn)給裝置在不同工作位移處的最大承載能力進(jìn)行了測(cè)定，該實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明基于壓電陶瓷致動(dòng)器微進(jìn)給裝置完全可以滿(mǎn)足車(chē)床工作負(fù)載要求。總結(jié)了微進(jìn)給裝置裝配方法并對(duì)微進(jìn)給裝置裝配精度進(jìn)行了測(cè)定。調(diào)試了基于PMAC運(yùn)動(dòng)卡車(chē)床實(shí)驗(yàn)臺(tái)數(shù)控系統(tǒng)，并對(duì)該控制系統(tǒng)各部分實(shí)現(xiàn)功能和作用進(jìn)行了闡述，對(duì)車(chē)床實(shí)驗(yàn)臺(tái)X，Z軸宏動(dòng)伺服電機(jī)進(jìn)行了PID整定，以車(chē)床實(shí)驗(yàn)臺(tái)X軸為研究對(duì)象，利用激光干涉儀對(duì)其宏動(dòng)定位誤差進(jìn)行了測(cè)定和補(bǔ)償。提出了宏微連續(xù)控制方案，并通過(guò)實(shí)驗(yàn)對(duì)該控制方案的控制精度進(jìn)行了測(cè)定，驗(yàn)證了該方案的可行性及有效性。

簡(jiǎn)介：大功率船用柴油機(jī)是船舶的關(guān)鍵設(shè)備，然而此領(lǐng)域基本上長(zhǎng)期由MANBW和WARTSILA兩大國(guó)外巨頭壟斷。雖然我國(guó)造船量約占世界市場(chǎng)份額的40％，但大功率船用柴油機(jī)有70依賴(lài)國(guó)外進(jìn)口。特別是受進(jìn)口限制，我國(guó)海軍艦艇的發(fā)動(dòng)機(jī)必須國(guó)產(chǎn)化。如果發(fā)動(dòng)機(jī)的功率達(dá)不到先進(jìn)水平，艦艇速度就難以與敵艦抗衡，就會(huì)在局部戰(zhàn)爭(zhēng)中處于被動(dòng)挨打的地位?；钊菍?duì)發(fā)動(dòng)機(jī)性能有決定性影響的關(guān)鍵零件。大功率船用柴油機(jī)對(duì)活塞加工提出了更高的技術(shù)要求活塞的缸徑大大增加；活塞的變橢圓型面更加復(fù)雜、精度更高；活塞的環(huán)槽精度以及關(guān)鍵型面之間的位置精度大大提高。本文主要針對(duì)上述大功率船用柴油機(jī)活塞的車(chē)削加工技術(shù)問(wèn)題進(jìn)行研究，開(kāi)發(fā)一種專(zhuān)用于大功率船用柴油機(jī)變橢圓活塞加工的數(shù)控車(chē)床。本項(xiàng)目綜合SIEMENS840D數(shù)控技術(shù)、PLC技術(shù)、VB上位軟件技術(shù)、DSP與CPLD等技術(shù)組成一套完整的綜合性高性?xún)r(jià)比數(shù)控機(jī)床控制系統(tǒng)。討論了如何設(shè)計(jì)以840D數(shù)控系統(tǒng)作為控制核心，采用高頻響音圈式直線(xiàn)電機(jī)實(shí)現(xiàn)X2AY2B1等變橢圓異形截面的加工，并采用并聯(lián)橫滑板安裝8工位刀塔在一次裝夾中完成活塞外圓型面、環(huán)槽及頂面的高精度加工。本設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)了高精度、大剛度、高頻響音圈式直線(xiàn)電機(jī)及功放用于大活塞變橢圓型面的加工，其中直線(xiàn)電機(jī)及驅(qū)動(dòng)器系統(tǒng)的靜剛度大于100NΜM，頻響不低于450HZ3DB時(shí)，最大加速度98MS2，定位精度0002MM，重復(fù)定位精度0001MM，峰值推力不小于1000N；本設(shè)計(jì)還建立了變橢圓活塞型面數(shù)學(xué)模型，開(kāi)發(fā)大活塞外圓曲面數(shù)據(jù)處理軟件，能夠處理一次橢圓X2AY2B1的活塞截面形式；另外，本設(shè)計(jì)還在數(shù)控系統(tǒng)中嵌入以DSP為核心的高實(shí)時(shí)性直線(xiàn)伺服控制單元，專(zhuān)門(mén)用于直線(xiàn)電機(jī)的跟隨控制，通過(guò)在直線(xiàn)伺服卡中植入活塞外圓加工控制模塊，直線(xiàn)電機(jī)軸的位置伺服周期小于10ΜS，并且數(shù)控系統(tǒng)通過(guò)PCI總線(xiàn)與直線(xiàn)伺服卡集成，在活塞加工過(guò)程中實(shí)現(xiàn)信息的交互。該項(xiàng)目為長(zhǎng)沙一派數(shù)控有限公司申請(qǐng)的國(guó)家級(jí)重大專(zhuān)項(xiàng)。經(jīng)過(guò)長(zhǎng)達(dá)兩年多的努力，該項(xiàng)目現(xiàn)已通過(guò)了陜西重型柴油機(jī)有限公司有關(guān)專(zhuān)家的驗(yàn)收，各項(xiàng)性能指標(biāo)基本達(dá)到設(shè)計(jì)要求，實(shí)現(xiàn)了達(dá)Φ500MM級(jí)活塞的國(guó)內(nèi)非圓加工能力，為我國(guó)大功率船用柴油機(jī)領(lǐng)域的發(fā)展打下了一定的基礎(chǔ)，在一定程度上突破了國(guó)外對(duì)我國(guó)相關(guān)行業(yè)的壟斷和封鎖，為我國(guó)的經(jīng)濟(jì)和國(guó)防建設(shè)做出了一定的貢獻(xiàn)。

簡(jiǎn)介：CK61125數(shù)控車(chē)床在投入加工生產(chǎn)之前，為了驗(yàn)證其在實(shí)際生產(chǎn)中是否能滿(mǎn)足強(qiáng)度和剛度的要求，是否具有良好的動(dòng)態(tài)性能，是否能滿(mǎn)足實(shí)際加工生產(chǎn)的加工精度要求，要對(duì)其進(jìn)行一定的理論或?qū)嶒?yàn)分析。主軸箱作為數(shù)控車(chē)床的關(guān)鍵部件，其自身的機(jī)械性能對(duì)數(shù)控車(chē)床的加工精度和壽命有著重要的影響，因此本文基于ANSYSWKBENCH對(duì)CK61125數(shù)控車(chē)床主軸箱進(jìn)行了系統(tǒng)的有限元分析。在充分考慮CK61125數(shù)控車(chē)床主軸箱的實(shí)際幾何形狀，邊界條件和工況載荷等的基礎(chǔ)上，對(duì)主軸箱進(jìn)行了一定的簡(jiǎn)化。運(yùn)用PROENGINEER建立了數(shù)控車(chē)床主軸箱的實(shí)體模型，簡(jiǎn)化了有限元分析的計(jì)算。在劃分主軸箱網(wǎng)格時(shí)，使用有限元素收斂法確定主軸箱的網(wǎng)格單元尺寸，大大增加了有限元分析結(jié)果的精確性。通過(guò)對(duì)主軸箱進(jìn)行靜力分析，得到了主軸箱的應(yīng)力應(yīng)變值，驗(yàn)證了所設(shè)計(jì)的主軸箱滿(mǎn)足靜態(tài)剛度和強(qiáng)度的要求。主軸箱體具有較高的抵抗破壞和變形的能力，箱體的剛性和強(qiáng)度較好，但是設(shè)計(jì)過(guò)于保守。通過(guò)對(duì)數(shù)控車(chē)床主軸箱進(jìn)行有限元模態(tài)分析，得到了主軸箱的前12階固有頻率和振型，得知固有頻率較高，可以避免與其它物體發(fā)生共振；并找到了主軸箱的薄弱環(huán)節(jié)，為主軸箱的合理設(shè)計(jì)提供了理論依據(jù)，為主軸箱后續(xù)的諧響應(yīng)分析奠定了基礎(chǔ)。通過(guò)對(duì)數(shù)控車(chē)床主軸箱進(jìn)行諧響應(yīng)分析，得到了主軸箱在激振力頻率下的響應(yīng)和振動(dòng)頻率響應(yīng)曲線(xiàn)。綜合以上分析，主軸箱滿(mǎn)足自身的性能要求，并確定了主軸箱最主要的薄弱環(huán)節(jié)位于主軸箱中部的支撐筋板部位，在此部位進(jìn)行結(jié)構(gòu)改造，可以提高主軸箱的性能，進(jìn)而提高數(shù)控車(chē)床的加工精度和壽命。為了提高主軸箱的性能，在主軸箱箱體中部的支撐筋板處合理設(shè)置加強(qiáng)筋，對(duì)主軸箱進(jìn)行了結(jié)構(gòu)改造。為了驗(yàn)證這種方案的可行性，對(duì)改造后的主軸箱再次進(jìn)行了系統(tǒng)的有限元分析，并與改造前作出比較。通過(guò)比較得出，改造后的主軸箱靜態(tài)剛度和強(qiáng)度得到了提高，在激振力作用下發(fā)生受激振動(dòng)時(shí)的響應(yīng)位移減小，改造后的主軸箱在結(jié)構(gòu)上沒(méi)有發(fā)生大的改變，但是其動(dòng)態(tài)性能得到了提高，因此這種改造方案是經(jīng)濟(jì)的，是切實(shí)可行的。