镗铣专用机床滑枕变形补偿的研究与应用

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TH6918滑枕变形分析及补偿方法

TH6918滑枕变形分析及补偿方法

WO R K B E N C H建立主轴滑枕 系统的有 限元模型 , 分析滑枕端部 的变形量 , 研究滑枕挠 曲变形的补偿 方法, 并运用数学模 型和有限元相结合的方法求出滑枕伸 出量与拉杆拉力之 间的关 系, 为生产 实践 中的调试工作提供 了理论依据
关键 词 : 有限元 ; 滑 枕 变形 ; 补 偿 中图分类号 : T H1 6 ; T G 5 3 5 文献标识码 : A 文章编号 : 1 0 0 1 — 3 9 9 7 ( 2 0 1 3 ) 0 5 — 0 2 0 1 — 0 3
TH6 91 பைடு நூலகம்8 Ra m De f o r ma t i o n An a l y s i s a n d Co mp e n s a t i o n
Z HOU Z h e n — d o n g , W ANG J i n — e ( S c h o o l o f M e c h a n i c a l a n d E l e c t r i c E n g i n e e r i n g , S o o c h o w U n i v e r s i t y , J i a n g s u S u z h o u 2 1 5 0 2 1 , C h i n a )
d e f o r m a t i o n d u e t o i n s u f ic f i e n t s t i f f n e s s o f t h e s p i n d l e r C D T I s y s t e m . T h e e x i s t e n c e o f t h e s t i f f n e s s e r r o r r e d u c e s t h e m a c h i n i n g cc a u r a c y d i r e c t l y . A c c o r d i n g t o t h e d e s i g n a n d ma n u f a c t u r e p r o d u c t i o n p r ct a i c e s o f t h e T H 6 9 1 8 C N C lo f o r b o r i n g a n d, n i l l i n g

大型数控落地镗铣床主轴滑枕变形分析与误差补偿技术的研究

大型数控落地镗铣床主轴滑枕变形分析与误差补偿技术的研究

论文作者签名:垄堑篓j
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simulation,meanwhile
reduce the deformation This
we the corresponding compensation
SO
device Was improved.
designed to
that the machining accuracy could be
paper studied the
and milling machine
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the
mechanical
processing such
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source,metallurgy,mine,aerospace,motorcar,
and
SO
power generate and national defense equipments
its finite element model according to the elastic—plastic mechanics and the finite element theory. 3.Based

数控落地铣镗床滑枕变形补偿系统

数控落地铣镗床滑枕变形补偿系统

下 降 沿 指示 :读 取 故 障
2 2 主程序 .
DATA-BL CK O DB1 0 2
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C 一 C — A P S 1 AX ON ME S O 1 S R T T UC
数 控 落地 铣镗 床滑枕变 形补 偿 系统
王洪 才 李福 才 刘俊龙 孙 文
1 1o ) 6 o 5 ( 齐齐 哈 尔二 机 床 ( 团 ) 有限 责 任公 司设计 院 齐 齐哈 尔 集


提 出了一种可 行的数控 落地 镜镗床滑枕变形补偿方案, 保证数控机床滑 枕伸 出时 .由于滑枕 自重 弯曲变形
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第l 8卷第 3期
20 0 2年 9月
齐 齐 哈 尔 大 学 学 报
J u n l o J i a i e  ̄t o r a f q q J r Unv r y z
VO .1 N O. 1 8, 3
I ,0 2 p. 2 0
引起 的几何精 度误差 得以修正 . 关 键 词 :S - 0 P CI8 0 NCI检测元 件 I电液比例阀 T 30 L 4 D C 文献标 识码 ;A 文章编 号 :10 - 8 X(0 20 — 1 0 0 0 7 9 4 2 0 )3 0 0 — 3
中 图分 类号 : H1 12 T 6 .1
误差。 .
圈 I 落地链镫补偿示意图
收稿 日期 :20 — 4 5 02 0 —0 作者筒介 :王洪才,男,16 9 8年生,大学本科 ,电气工程『 ,主要 从事数控落地镜链睐电气系统的设计及研制 工作 俩

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第 3 期
致 控 落地 铣镬 床 滑枕 变 形补 偿 系统
保 证精 度 。本 文 介绍 的 方 案 经 多台机 床验证 , 已完全 解决 了这 项 技 术难 题 。

滑枕挠曲变形分析及补偿力拟合研究

滑枕挠曲变形分析及补偿力拟合研究

滑枕挠曲变形分析及补偿力拟合研究李阳;陈再良;朱志豪【摘要】大型数控落地镗铣床滑枕伸出时的挠曲变形是机床加工误差的重要来源.运用有限元和数值拟合的理论,分析机床在切削加工时,滑枕自重和铣削力对滑枕挠曲变形量的影响,采用拉杆补偿方式得出了在不同工作状态下补偿力与滑枕行程的关系曲线,并给出了符合实际结果的拟合经验公式.%The suspension deformation of the large CNC boring and milling machining'ram is an important factor to the machining error.Based on the finite element method and the numerical fitting theory,it analyzed the effect of gravity of the ram and milling force on the deflection of ram in machining process.The relationship curve between compensation force and the stroke of ram in different working conditions is achieved by using the method of pull rods compensation,which deduces practical fitting empirical formulas.【期刊名称】《制造技术与机床》【年(卷),期】2018(000)003【总页数】4页(P94-97)【关键词】滑枕变形;拉杆;补偿力;拟合【作者】李阳;陈再良;朱志豪【作者单位】苏州大学机电工程学院,江苏苏州215021;苏州大学机电工程学院,江苏苏州215021;苏州大学机电工程学院,江苏苏州215021【正文语种】中文【中图分类】TG548TH6920落地镗铣床主要由床身、工作台、立柱、滑枕和主轴箱等部件组成。

关于数控落地铣镗床滑枕定位补偿系统的研究

关于数控落地铣镗床滑枕定位补偿系统的研究
基 准 杆 自身 在 不 同 温 度 下 的 伸 长 量 可 通 过 热 膨 胀 系数公 式 测得 。
端 固定 在滑 枕 的前 部 , 一 端 自由伸展 , 滑枕 在某 另 当
收 稿 日期 : 0 1年 2月 21

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P o e d n s o e Ame c n C n r lCo fr n e a e o r c e i g ft h i r a o t ne e c ,S n Dig , o C l o i , 9 5 ai na 1 9 . f
汽 D] [ ] 冯 引安 . 车 电动 助 力 转 向 系统 建 模 及 控 制 算 法研 究 [ . 4
[ ] 徐 洪泽 , 喧 . 3 谢 汽车 电动 助 力 转 向 系统 控 制 策 略研 究 [] J. 北
京 交 通 大学 学 报 ,0 52 5 : — 1 2 0 ,( ) 0 3 . 2
I usi teD s no nEetcP w r t n yt C . s e ei f l r o e e gS s m[ ] s nh g a c i Sr i e


个 重 要 因素 。 其 中 数 控 铣 镗 床 滑 枕 在 工 作 过 程 中受
部 接 触 的 位 移 传 感 器 可 精 确 地 检 测 出 位 移 量 ,将 这 个 位 移 量 减 去 基 准 杆 自身 的 伸 长 量 就 可 确 定 滑 枕 的 伸 长 量 。伺 服 电 机 补 偿 就 是 通 过 滚 珠 丝 杠 向 相 反 方 向 驱 动 滑 枕实 现 的 。
2 结 构 及 工 作原 理
2 1 数 控 铣 镗 床 滑 枕 进 给 精 确 定 位 补 偿 系 统 的 结 构 .

数控落地铣镗床滑枕挠度补偿控制形式的改进及调试

数控落地铣镗床滑枕挠度补偿控制形式的改进及调试

72M achining and Application机械加工与应用数控落地铣镗床滑枕挠度补偿控制形式的改进及调试谭广巍(齐齐哈尔二机床(集团)有限责任公司,黑龙江 齐齐哈尔 161000)摘 要:当前我国机械制造,所采用的滑枕和镗箱的主要特征具有质量大、结构刚性不足等特点,因此在进行主轴箱工作开展的过程中,很容易出现镗铣轴和滑枕在伸出主轴箱时,产生较大的距离,降低主轴工艺系统的刚性,在进行挠度变形问题解决的过程中,通过工艺加工,主轴的刚性会降低。

因此需要采用液压缸对主轴箱的中心值进行补偿,当前我国的液压控制中心系统所采用的都是国外进口的比例阀控制方式,在当前我国落地铣镗床滑枕挠度补偿过程中的应用存在着很多问题,因此,本文对该结构的控制形势进行了分析和改正,希望能够有效的降低生产维修成本,提高系统补偿的稳定性。

关键词:数控落地铣镗床;滑枕挠度;补偿控制;改进及调试中图分类号:TG547 文献标识码:A 文章编号:11-5004(2019)12-0072-2收稿日期:2019-12作者简介:谭广巍,男,生于1983年,汉族,吉林东丰人,硕士,研究方向:大型数控落地铣镗床设计。

在进行数控落地铣镗床生产应用的过程中,很容易因为滑枕行程过大而造成挠度变形,为了更好地解决这一问题,工作人员需要采用先进的液压控制方式,搭配合理的电气反馈装置,对机床运行情况进行有效控制,这些方法的有效应用,能够全面提高滑枕低头补偿的精度,保证滑枕在正常移动的过程中能够获得相应的补偿,并且改善反应速度。

控制调试技术的有效应用,能够全面提高数控落地铣镗床滑枕运行的稳定性,助力我国机械制造业的稳步发展,随着我国机械制造生产形势的不断优化,在所选择的落地铣镗床类型上,需要保证主轴的直径控制在260mm 以上。

1 数控落地铣镗床滑枕挠度补偿控制形式的改进(1)垂直精度改进。

在滑枕使用的过程中,往往因为自重的原因而出现较大的误差,从而导致,滑枕变形,在机床生产的过程中,经过合理的评估和研究,了解伸出的划转距离应保持在相应的标准下,其中最为主要的数值就是垂直精度,对加工产品的精度以整体质量有着直接的影响,因此需要做好相应的补偿定位对精度进行控制。

数控落地铣镗床滑枕变形有限元分析及补偿

数控落地铣镗床滑枕变形有限元分析及补偿

摘 要 : T K6 9 2 0 B 型 大 型 数 控 落 地 镗 铣 床 由 于 滑 枕 自质 量 和 主 轴 箱 的 重 心 偏 移 而 导 致
滑枕 变形 , 从 而影响机 床 的加 工精度 . 针 对这 一 问题 , 提 出使 用 挠 曲线 预 应 力加 工 法 和 液压
拉 杆 法对 滑枕 变形进 行补 偿 , 为 了减 少 实验 次数 和 降低 成 本 , 本 文使 用 An s y s wB有 限元软
gr a v i t a t i o na l o f f - c e n t e r o f t h e r a m a nd t he h e a d s t oc k,whi c h a f f e c t s t he ma c h i ni n g a c c ur a c y d ur i n g p r oc e s s — i ng .I n o r d e r t o s o l v e t hi s p r ob l e m ,t he p r e s t r e s s f l e xu r a l de f l e c t i o n ma c hi n i n g me t h od a n d h yd r a ul i c r o d c o mp e n s a t i o n me t h o d we r e pr o p os e d . Ans y s W B s o f t wa r e wa s a p pl i e d t o a n a l y z e a n d p r e d i c t t h e r a m f l e x—
文章编号 : 1 6 7 4 — 2 9 7 4 l 2 0 1 5) i 0 — 0 0 4 3 — 0 5

滑枕挠曲变形分析及补偿力拟合研究

滑枕挠曲变形分析及补偿力拟合研究
[5]Zheng L,ttu L,Feng W ,et a1.Integration ofthe five—axis tol eenter point control function in CNC system[C]//Industrial Electronics and
App|icatkm s. IEEE, 20 10 :439—444.
LI Yang,CH EN Zailiang,ZH U Zhihao
(School of Mechanical and Electrical Engineering,SoochOW University,Suzhou 2 1 502 1,CHN)
Abstract:The suspension deformation of the large CNC boring and milling machining’ ram is an important factor to the machining elTor. Based on the finite element method and the num erical fitting theory,it analyzed the effect of gravity of the ram and milling force on the deflection of ram in m achining process. The relation— ship CHIVe between com pensation force and the stroke of ram in different working conditions is achieved by using the method of pull rods com pensation,which deduces practical fitting empirical form ulas.

数控落地铣镗床滑枕动态特性分析与研究

数控落地铣镗床滑枕动态特性分析与研究

Dy n a mi c Cha r a c t e r i s t i c s Ana l y s i s a n d Re s e a r c h f o r Ra m O f CNC
Fl o o r - t y p e Mi l l i ng a n d Bo r i n g M a c h i n e
Ab s t r a c t :T h e r a m w o r k p r o c e s s w a s a n ly a z e d . O n t h e b a s i s ,s t r e s s a n d l f e x u r a l d e f o r ma t i o n o f t h e r a m we r e c lc a u l a t e d u n d e r d i f -
n a l y s i s me t h o d wa s u s e d t o a n a l y z e i t s s t r e s s a n d d e f o r ma t i o n u n d e r d i f f e r e n t c o n d i t i o n s ,a n d i t s s t r u c t u r e wa s o p t i mi z e d . F i n a l l y, mo d a l a n ly a s i s wa s ma d e t o t h e o p t i mi z e d mo d e l t o d e t e m i r n e v i b r a t i o n c o n d i t i o n o f t h e o p t i mi z e d mo d e 1 .
下 的补偿力 。利用 P r 0 / E建立 滑枕模 型 ,借 助有限元分析方法分析滑枕在不 同工 况下 的应力 和变形 ,并进 行优化 设计 。对

数控落地镗铣床滑枕变形电气补偿系统简析

数控落地镗铣床滑枕变形电气补偿系统简析

在重 力作用下 ,数控落地镗铣床的滑枕 Z轴伸 出后会产生 一定的 电机旋转控制钢丝 绳的松紧 ,产生一个适 当的补偿 拉力作用在主轴箱
弯 曲变形 ,进而影响到主轴箱 Y轴方 向坐标位置 的准确性 。滑 枕伸出
越长 ,变形就越 明显 。滑枕垂度误 差就是指滑枕伸 出后下垂和 变形引 起 的位置误差 ,又称滑枕低 头误差。 因机床机械部件 的制 造偏 差、装 配偏 差以及弹性变形 引起 的误 差无法避免 ,需要通过方法 来补偿滑枕 的低 头误 差 , 提 高机床的加工精 度。
液 比例 阀等组 成的 电子液压补偿 系统 实现补偿功能。滑枕伸 出后前钢 间位置的给定值 由两点给 定值线性计算得到 。补偿生效 后重新测量 , 丝绳下 油缸的油压逐渐增加 ,使钢丝 绳的拉力逐渐增大 。拉力作用在 然后调整设定值 ,直到获 得满意的补偿效果 。由于安装不 同附件头后 主轴箱受力情况不 同 , 对 应每种附件头都要测定一套补 偿数据 。安装 主轴箱上 , 补偿滑枕 的低头误 差。 L C确定使用 哪套补 以上几种补偿方式可 以单 独应 用或者配合使用 ,应用广泛 ,但 液 附件头时 ,系统通过识码来识别附件头号 ,通过 P 压 补偿 系统受压力波动 的影 响较大 ,稳定性不足 ,响应速度较 慢 ,经 偿数据。 系统设置两种 工作 模式 ,自动模式下 电机处于 伺服状态 ,拉力 的 济性也一般 。
上 ,拉力与重力的方 向相反使主轴箱抬头 ,补偿滑枕低头引起 的误差 。 见下 图。
1 常见液压补偿方法
目前数控落地镗铣 床多使用液压方式补偿滑枕 垂度 误差。如在滑 枕上部安装两条 拉杆 ,一端与滑枕前端 固定 ,另一端 经油缸与滑枕后
端 固定 。滑枕伸 出后 电液比例 阀控制油缸油压逐渐 增加 ,使拉杆拉力 增大 ,补偿滑枕 的垂度误差 。或者在主轴箱 的前下后上设置补偿油腔 , 滑枕伸 出后 电液 比例阀控制油腔压 力增加 ,补偿 滑枕的低头变形 。当 安装不 同附件时 ,补偿油缸或油腔的压力也不同 。 滑枕 完全缩 回时的拉 力给定 值与 附件头 种类 有关 ,作 为基 准。

重型数控落地铣镗床滑枕组件热误差补偿技术研究

重型数控落地铣镗床滑枕组件热误差补偿技术研究

(下转第126页)摘要:由于重型数控落地铣镗床的吨位大、行程大、功率大、重载重、重型机床产生大量热量,热量不理想,导致主轴箱系统发生热变形。

文章研究了我国有关重型机床企业产品加工作业的精准程度,分析了加强重型机床精准程度的重要性。

关键词:数控落地铣镗床;滑枕组件;热误差补偿技术作者简介:富永刚(1975-),男,黑龙江齐齐哈尔人,大学本科,主要研究方向:数控落地铣镗床、装配调试、大件加工工艺。

重型数控落地铣镗床滑枕组件热误差补偿技术研究富永刚(齐齐哈尔二机床(集团)有限责任公司,黑龙江齐齐哈尔161000)1铣镗床的性能优化技术机床零件的实际尺寸、结构方式以及系统参数等都会对铣镗机床的误差变量产生严重的影响,使用多样性优化目标的手段得出最为理想的解。

由环境因素(例如组装公差,相应的冷却条件等)导致轴承的实际组件出现了热变形现象,在这样不断波动的形态之下,经过对比主轴位移以及轴承线预紧力分析,此优化手段主要是在热弹性基础上的鲁棒设计办法。

E.Abele 整体分析了主轴轴承进行发热的相关机理,经过逐步优化其结构,保证其冷却与预紧性能,有效提升机床的实际精准程度。

在相应的制约条件之下,机床零件并不可以自己出现变形情况,其主要是由于变温力不断形成的,热变形主要是二者的和:△L=L σE+αL0乙T (x )dx式中:α代表热膨胀系数;L 代表机床零件最开始的长度;T (x )代表温度场函数;σ代表热应力,E 代表弹性模量。

王哲元根据机床伸长率的差异性,分析了TK6920DA 切削力出现的变形情况,优化了设计,减少了变形。

安金峰以TK6920机床当做是主要的分析对象,研究其主轴系统,使用相应的APDL 参数不断优化其办法,有效改善其热特性能。

镗轴前端的轴向和径向加工精度分别提高11.9μm 和6.5μm 。

改善机床的热特性:尽管可以将机床的热误差减少到相应的范围中,然而,没有办法消除热误差造成的加工精准程度方面的影响。

大型落地铣镗床方滑枕精度变形补偿措施

大型落地铣镗床方滑枕精度变形补偿措施

液压一体化的方滑枕 自重变形补偿结构 , 通过压力
油使拉杆对方滑枕产生一个拉力 , 并且可以随着方滑 枕 变形 的大 小 自动调 整 增 压 油缸 的 油压 , 实现 对 方 滑 枕伸出移动后低头的自动补偿。具体结构见图 2 。 在方滑枕上部的两个 角上分别安装 了两个拉杆 ( 如图 3 , 杆后端 固定 , 端分别安装一个 增压油 )拉 前
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Dia end s n 测 设计与研究 g R
大 型 落 地 铣 镗 床 方 滑 枕 精 度 变 形 补 偿 措 施
王建 中 黄成军
( 齐齐 哈 尔二机床 ( 团) 限责任 公 司, 龙江 齐 齐哈 尔 110 ) 集 有 黑 6 05 摘 要: 介绍 一种 “ 机械 一电气 一液 压 ” 体化 的方 滑枕 自重变 形 补偿 结 构 , 一 以解 决 大 型落 地 铣镗 床 系列产 品 的方滑 枕伸 出移 动后 低 头的 问题 。 关键 词 : 地铣 镗床 落 方 滑枕 增压 油 缸 数 字 式伺服 电液 比例 阀 刚性 直 线度
方滑枕的截面一般为长方形 , 照产 品规格可分 按
为 :5 m×30mm、6 30m 8 30mm× 5 m、8 m × 2 40m 40m 50 mm、0 5 m 等 几 60 mm x60 m
种不同的截面尺寸 。由于方 匕b 滑枕零件 自身的刚性较差 , 当
方 滑 枕全 伸 出后 , 由于 自重会 使它产生弯 曲变形 , 因而影响 I 1 偿 滑 变形 1 补 前方 枕的

图3 补偿前后 方滑枕 的变 形量
另外, 随着滑枕伸出长度不同, 方滑枕的变形值也
不同 , 只有 拉 杆 的 拉 力 随 着 相 应 变 化 才 能 满 足要 求 。 因此 , 液压 回路 上 加装 一 个 数 字 式 伺 服 电 液 比例 阀 在 来 控制 油缸 压力 的 大 小 。当 方 滑 枕不 断 伸 出时 , 字 数

大型数控落地镗铣床滑枕主轴精度悬垂补偿的研究

大型数控落地镗铣床滑枕主轴精度悬垂补偿的研究
补 偿 值
8 7 6 S 4 3 2 l O
设 计 与 研 究
L ” POS Z”
_




补 偿
L 一5. 0 00 00 0e +001

_ _ 二二
/ , /
5 0 1 0 0 l 5 0 滑 枕 伸 出长 度
/ R / / 坐标 值 除 以 一 5 0
二二 … _


T . ’ 当前 点 ”
RND—
T ” 当前 点取 整 ” / / 取 整 得 出补偿 点
L 4
水D
图 3 方 滑 枕 测 量 误 差 例 图
图 4 方 滑 枕 测 量 误 差 例 图
为 达 到更 好 的补 偿 效果 , 使 得 输 出的补 偿 值 随着 坐 标
_ 一

图 5 数 学 计 算公 式 示 意 图
T - . 当前 点 坐标 与 刻 度 差值 ” O P N D B【 ’ ’ 补偿 数 据 块号 ” 】
/ / 坐 标差 值
( 2) P L C 程 序 的 处 理
A ” Ax i s—z”. E

T C Mi n u s/ / 轴 运 行 方 向一 负
M0 0 3 :NOP 0
L ”POS
_
T M D 4 4
M Z轴 坐标
C A L L ” U N S C A L E” / / 调用 F C 1 0 6进 行 模 拟数 字 转换
I N 0 : =MD 4 4
L O. 0 0 0 0 0 0 e +O 0 O
的变 化 每 时 每刻 都 进 行调 整 , 即 采 用 线 性 补偿 的方 式 , 见

%8f铣床滑枕变形有限元分析及补偿技术

%8f铣床滑枕变形有限元分析及补偿技术

现代制造工程2008年第l期数控加工技术数控卧式铣床滑枕变形有限元分析及补偿技术刘文志(福建三明机床有限公司,三明365009)摘要:针对机床滑枕自重弯曲变形问题,经有限元分析后,采用油压缸.拉杆补偿系统的方法,保证了在机床全行程内的精度,经实践证明,是一种精度高、经济而有效的方法。

关键词:数控卧式铣床;滑枕;有限元分析;变形;补偿中图分类号:’rP391.9文献标识码:B文章编号:1671_3133(2008)01—0056珈3FiIliteelementanalysisanddefbrmationcompensationtechnology0fNChorizontalmiIlingmaclline“uWen—zhi(SanmingManufacturingCo.,Ltd,Sanming365009,Fujian,CHN)Abstmct:Presentsthemetllodadoptedpressurecylinder-drawrodcompensationsystemand6niteelememaIlalysistosolvethepmblemofbacktiltillgof山esquare栅whenisgoesouttomoveforwardonNCmiⅡingmachine.Theexperimentsshowthatthismethodcanreachtheaccuracyrequirement,andiseⅡ.ectiveandeconomical.Keywords:NChorizontalmiUingmchine;Squamr锄;Finiteelementanalysis;Def0珊ation;CompensationO引言对于数控镗铣床,机床结构特点为固定式床身、工作台移动、滑枕沿立柱导轨横向移动。

滑枕的精度直接影响机床的加工精度。

滑枕作为机床的重要工作部件,要作伸出及回缩的移动,由于其重量大,滑枕的移动会使立柱前、后两条导轨受力不均,并因自重产生弯曲变形,这将严重破坏机床的几何精度,也会使机床呈现出非均匀磨损。

超重型数控落地铣镗床滑枕挠曲变形补偿研究

超重型数控落地铣镗床滑枕挠曲变形补偿研究

— — 吴凤和 王少伟 杨育林等 超重型数控落地铣镗床滑枕挠曲变形补偿研究 —
·2 4 1 7·
题, 给出了一种数 值 计 算 与 理 论 分 析 相 结 合 的 研 究方法 : 利用有限 元 分 析 方 法 得 到 滑 枕 挠 曲 变 形 通过理论 分布规律和变形 与 滑 枕 行 程 关 系 曲 线 ; 分析得出拉杆补 偿 法 的 补 偿 力 初 算 公 式 , 再结合 有限元分析方法最终得到补偿力与滑枕行程关系 曲线 。
1 滑枕变形分析
滑枕在落地铣镗床中起到连接主轴箱和主轴 的作用 。TK 6 9 3 2 超重型 数 控 落 地 铣 镗 床 滑 枕 的 滑枕的整体外形为长 三维实体模型如 图 1 所 示 , 方体 , 四面均为导轨面 , 内部安装铣轴和镗轴 。
图 3 滑枕挠度曲线对比
不需要对其采取补偿措施 。 1 0 0 0 mm 时 ,
表 1 滑枕各行程位置的最大挠度
滑枕行程 ( mm) 最大挠度 ( m) μ 2 0 0 0. 9 4 0 0 1. 1 1 4 0 0 4 0. 9 6 0 0 2. 6 1 6 0 0 5 6. 8 8 0 0 6. 3 1 8 0 0 7 4. 6 1 0 0 0 1 7. 1 2 0 0 0 9 3. 1
摘要 : 针对超重型数控落地铣镗床大行程滑枕的变形补偿难 题 , 提 出 了 一 种 理 论 分 析、 数值计算与 利用有限元分析方法找出滑枕挠曲变形分布规律和变形与滑枕行程间的关系 , 实验研究相结合的方法 , 通过理论分析确定拉杆补偿力的初算值 , 结合有限元分析方法得到了 补 偿 力 与 滑 枕 行 程 关 系 曲 线 。 理 该方法较准确地预测了超重型数控落地铣镗床滑枕挠曲变形分布情况 , 满足了 论与实验结果对比表明 , 机床滑枕挠曲变形的补偿要求 。 关键词 : 落地铣镗床 ; 滑枕 ; 挠曲变形 ; 补偿 ) 中图分类号 : T G 5 3 5 文章编号 : 1 0 0 4—1 3 2 X( 2 0 1 0 2 0—2 4 1 6—0 5 R e s e a r c h o n D e f l e c t i o n C o m e n s a t i o n o f R a m o f p S u e r -h e a v -d u t C N C F l o o r B o r i n a n d M i l l i n M a c h i n e p y y g g 1, 2 1 1 2 Wu F e n h e a n S h a o w e i a n Y u l i n a n Y u e h o n W Y W g g g g g , , , 1. Y a n s h a n U n i v e r s i t Q i n h u a n d a o H e b e i 0 6 6 0 0 4 y g ( ) , , , , 2. Q i i h a e r N o . 2M a c h i n e T o o l G r o u o .L t d .Q i i h a e rH e l o n i a n 1 6 1 0 0 5 q p C q g j g : , A b s t r a c tA c o m b i n e d m e t h o d o f t h e o r e t i c a l a n a l s i s n u m e r i c a l c a l c u l a t i o n a n d e x e r i m e n t a l y p w a s t o s o l v e t h e o f d e f l e c t i o n c o m e n s a t i o n o f l o n s t r o k e r a m o f s u e r - t e c h n i u e r o o s e d r o b l e m p g p q p p p h e a v u t C N C f l o o r b o r i n a n d m i l l i n m a c h i n e .T h e l a w s o f d e f l e c t i o n o f r a m,a n d t h e y- d y g g r e l a t i o n s h i c u r v e b e t w e e n d e f l e c t i o n a n d s t r o k e o f r a m w e r e o b t a i n e d t h r o u h f i n i t e e l e m e n t a n a l s i s p g y r e l i m i n a r m e t h o d o l o .T h e c a l c u l a t i o n f o r m u l a o f c o m e n s a t i o n f o r c e w a s d e r i v e d t h r o u h p y g y p g , t h e o r e t i c a l a n a l s i s a n d t h e r e l a t i o n s h i c u r v e b e t w e e n c o m e n s a t i o n f o r c e a n d s t r o k e o f r a m w a s y p p o b t a i n e d t h r o u h f i n i t e e l e m e n t a n a l s i s m e t h o d o l o . T h e o r e t i c a l a n d e x e r i m e n t a l r e s u l t s s h o w t h a t y p , g g y ’ , t h e m e t h o d i v e n h e r e i n c a n e x a c t l f o r e c a s t t h e d i s t r i b u t i o n o f r a ms d e f l e c t i o n a n d i t i s f e a s i b l e f o r g y d e f l e c t i o n c o m e n s a t i o n o f r a m o f s u e r -h e a v -d u t C N C f l o o r b o r i n a n d m i l l i n m a c h i n e . p p y y g g : ; ; K e w o r d s f l o o r b o r i n a n d m i l l i n m a c h i n e r a m; d e f l e c t i o n c o m e n s a t i o n g g p y

大型铣镗床主轴滑枕变形分析与改进方法

大型铣镗床主轴滑枕变形分析与改进方法

该主轴滑枕自重变形补偿结构,结构简单、方便实用,在大 型落地铣镗床上使用后,有效地提高了主轴滑枕部件的刚度,大
大减小了主轴伸出时由于自重产生的变形导致的主轴回转精度

误差,更有效地提高了机床对工件的加工精度和表面质量,为实
际生产加工带来了很大的方便,从而提高了劳动生产率。
参考文献
1 黄如林.切削加工简明实用手册.北京:化学工业出版社,2004
另一方面,随着主轴滑枕伸出长度的不同,主轴滑枕的弯曲
杆后端固定在主轴箱上,前端分别安装一个自动增压油缸,拉杆 变形值也发生变化,这就要求,拉杆的拉力也要随着主轴的伸出
的拉力由自动增压油缸提供。由于主轴滑枕的截面为长方型,滑 长度来做相应变化才能满足弯曲变形补偿的要求。因此,在设计
枕的空间有限,所以其上面的油缸的体积不能做得太大,同时液 时我们在液压回路上加装一个数字式伺服电液比例阀,用该数
"""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""# 【摘要】通过改变气膜孔出口槽的位置和形状,在吹风比 M= 0.5、M= 1.0 和 M= 1.5 的条件下,对 5
种不同结构的气膜孔平均冷却效率进行了数值模拟研究,结果表明横向槽能够显著地提高气膜孔的 平均冷却效率。
图 1 补偿前主轴的变形图 * 来稿日期:2007- 05- 22

AF160r自动镗床滑枕挠曲变形原因分析及补偿方法研究

AF160r自动镗床滑枕挠曲变形原因分析及补偿方法研究
科技风 2019 年 7 月
机械化工
DOI: 10.19392 / j.cnki.1671-7341.2形原因分析
及补偿方法研究
崔瑶
沈阳优尼斯智能装备有限公司 辽宁沈阳 110142
摘 要: 本文是总结了滑枕式落地铣镗床滑枕补偿形式,并结合介绍我厂 AF160r 自动滑枕式落地铣镗床补偿方法,系统分析 了滑枕挠性补偿的方法,问今后的技术改进提供一定参考。
159
图 2 沈阳机床 AF160r 自动落地铣镗床滑枕三维模型
2 挠曲补偿方式 2.1 常用补偿方式 在实际生产实 践 过 程 中,为 了 解 决 以 上 问 题,我 们 常 常 用 一些机床辅助机构来提高主轴的回转精度和刚度,设计、装配 中采取的措施有: 为主轴滑枕设计加强拉杆,对机床主轴组轴 承进行预紧,增加刚性,安装支承套,配置多油楔动压轴承,或 提高主轴滑枕本身的接触刚度,如采用静压轴承,弱化主轴轴 颈与轴瓦的制造误差所带来的影响,改善主轴与滑枕的配合精 度,预加载荷消除轴承间的间隙,使滚动轴承产生微量弹性变 形来提高主轴的回转精度、使用寿命和刚度等,并结合国内外 先进经验对该结构进行了优化,采用一种实用、经济,并能提高 主轴零件刚度的预载荷结构,并已经在生产中应用,该结构不 仅可以减少间隙,提高刚性,也使主轴接触表面之间轻微预变 形,提高了滑枕的刚度,从而对提高零件的加工精度和表面质 量起到了很好的保证效果。[1] 除此之外还有油缸拉杆补偿等 方法。 2.2 变形调整方法 以上方法基本都需要相对复杂的数控系统和一些机械部 件,但由于我厂的 AF160r 产品定位为自动滑枕式落地铣镗床, 该机床属于经济型机床,如按通用的补偿方法这将大大增加成 本,故我们采用了一种装配的调整方法,将立柱齐头和基面刮 研结合起来,将滑枕的变形量由抬头量中和。首先测量出挠曲 量曲线,连接首尾两点,在曲线最高点处做此线的平行线,此二 直线的距离基本可以认为是最佳调整量的二倍,按此数据调整 主轴箱抬 头 量,这 样 就 中 和 了 滑 枕 挠 曲 量。在 实 际 装 配 过 程 中,调整范围基本可以达到 0.05 ~ 0.10mm。 3 结论 该滑枕自重变形调整方法虽增加部分装配过程,但其结构 简单、经济性好,在本产品 AF160r 经济型自动镗上应用效果明 显,虽然调整上需要一定时间,但此结构大大提高了主轴刚性, 用户 使 用 良 好,希 望 本 文 能 对 读 者 在 镗 床 滑 枕 设 计 中 有 所 启发。。 参考文献: [1]蔡有杰,陆义南.大型铣镗床主轴滑枕变形分析与改进 方法[J].机械设计与制造,2008( 03) : 127-128. [2]《机床设计手册》编写组. 机床设计手册[M]. 北京: 机 械工业出版社,1986. [3]王一楠.基于 ANSYS 的一款卧式铣镗床下滑座有限元 分析与研究[A]. 中共沈阳市委、沈阳市人民政府. 第十四届沈 阳科学学术年会论文集( 理工农医) [C]. 中共沈阳市委、沈阳 市人民政府: 沈阳市科学技术协会,2017: 4. 作者简介: 崔瑶( 1987-) ,女,工程师,主要从事立式加工中 心和卧式铣镗床的设计、工艺等方面工作。

浅析三种数控落地式铣镗床滑枕平衡补偿装置

浅析三种数控落地式铣镗床滑枕平衡补偿装置

浅析三种数控落地式铣镗床滑枕平衡补偿装置介绍三种数控落地式铣镗床滑枕平衡补偿装置,解决滑枕低头的问题。

标签:数控落地式铣镗床;滑枕平衡补偿装置;机械平衡;电液平衡;电气平衡数控落地式铣镗床适用于超大型、不规则零件的加工,滑枕机构可满足大直径深孔类零件的高精度加工,在机加领域有着广泛的应用。

但是因为数控落地式铣镗床滑枕重量很大,以及滑枕前端安装附件的影响,在滑枕移动过程中,必然会导致滑枕重心的改变,使滑枕产生倾斜现象,这对机床本身寿命及加工精度都会产生严重的影响,所以必须对滑枕低头现象进行补偿。

公司现有典型的三台数控落地铣镗床:一为日本三菱MAF-RS210-NC型铣镗床;二为齐齐哈尔二机床TK6920/170型铣镗床;三为意大利因赛FAF260型铣镗床。

现主要分析三种不同的滑枕平衡补偿装置及其各自的优缺点。

三菱MAF-RS210-NC型铣镗床滑枕平衡补偿装置如图1所示:当滑枕轴向移动时,同步装置的齿轮会在齿条上转动,带动安装在立柱壁上的同步轴转动,同步轴上部的小齿轮与旋转臂下部的扇形齿啮合,带动旋转臂绕着立柱上的旋转轴承转动。

在旋转臂后部,有一个传动轴,传动轴上部和下部的齿轮分别同安装在立柱上部的扇形齿和安装在立柱底座上面的扇形齿啮合。

当旋转臂转动时,旋转臂后部传动轴沿着立柱上的扇形齿及立柱底部的扇形齿作圆弧运动,带动滑枕配重以旋转轴承为支点,向滑枕移动相反方向移动,这样避免了滑枕低头。

当在滑枕前端安装不同的附件时,可以通过滑枕平衡位置调整装置来移动滑枕悬吊位置,保证平衡链始终悬吊在滑枕的重心上。

这样即使安装非常重的附件也可以避免滑枕的低头。

齐齐哈尔二机床TK6920/170型铣镗床的滑枕平衡补偿装置如图2所示:在主轴箱前部吊绳与主轴箱之间,设置一个电液比例伺服阀控制的油缸。

CNC向比例伺服阀PID控制器发出给定信号以控制油压。

油压变化由压力传感器连续监测。

当滑枕移动时,随着滑枕的位置变化,主轴箱的重心移动,主轴箱前后两根平衡钢丝绳的拉力发生变化。

重型数控落地铣镗床方滑枕的挠度补偿

重型数控落地铣镗床方滑枕的挠度补偿

重型数控落地铣镗床方滑枕的挠度补偿伴随着科学技术的快速进步,我国机械、能源等领域有了长足发展,进而数控装备的加工能力与精度要求也在不断提升。

数控落地铣镗床方滑枕的挠度补偿问题始终是影响重型数控落地铣镗床精度、稳定性与生产效率的关键因素,通过电气反馈装置和控制液压等手段能够改进这一问题,本文主要对重型数控落地铣镗床方滑枕的挠度补偿进行研究,以达到提高重型数控落地铣镗床滑枕精度、稳定性与生产效率的目的。

标签:重型机床、数控机床、落地铣镗床;挠度补偿;机械重型数控落地铣镗床方滑枕质量较大,在设备整机中具有非常重要的作用。

铣镗轴伸出方滑枕,方滑枕伸出主轴箱,由于伸出距离较大,方滑枕的自变形值会随着伸出的长度而改变,伸出的长度越长,受到电液比例阀控制的油压就会越大,立柱移动母线保持在一定范围内时,加工精度就会得到保证。

采用PMAC 系统对挠度进行补偿,并按照设定值对修正量进行补偿,进而提高加工精度。

1 主轴箱平衡系统因为方滑枕整体结构的质量较大,在伸出时要受到自身重力的影响,在生产加工当中会向下产生弯曲的扰度变形,导致加工精度产生误差,在方滑枕伸出长度达到2000mm后,会产生0.05mm变形。

方滑枕与铣镗轴的垂直度就是重型数控落地铣镗床基本的精度要求,其影响着机床整机的加工精度、稳定性与生产效率。

因此方滑枕与铣镗轴应具有跟随性和定位精度,且在运动过程中应有精准水平定位,进而提高机床的几何精度。

如下图所示,应提高铣镗轴的垂直精度,进而提高产品精度。

2 液压控制系统的改进和电器控制设计2.1 方滑枕变形分析在重型数控落地铣镗床中,方滑枕能够起到将铣镗轴和主轴箱连接起来的作用。

下图是重型数控落地铣镗床主轴箱结构表达爆炸视图。

在自身重力的作用下,方滑枕会在伸出后产生变形,利用CAD能够建立滑枕模型,并将其导入在相关软件中进行分析,通过处理器就能够对方滑枕的变形程度进行观察。

2.2 挠度变形试验在方滑枕的前端固定千分表,对方滑枕的变形量进行测量,包括方滑枕的主轴箱低头、变形、方滑枕低头;在测量平台上固定千分表,在主轴箱前放置测量杆,方滑枕根部下端与测量头相接触,在方滑枕的行程位置上就会测得因主轴箱低头、立柱变形等因素引起的变形量。

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镗铣专用机床滑枕变形补偿的研究与应用
作者:袁晓
来源:《山东工业技术》2017年第24期
摘要:在数控落地镗铣床的基础上改造的专用机床,针对专用机床的滑枕因工作伸出自重产生的变形问题,设计一种经济实用的辅助支撑结构,用来补偿滑枕的变形问题。

关键词:落地镗铣床;专用机床;滑枕变形;补偿
DOI:10.16640/ki.37-1222/t.2017.24.021
0 前言
数控落地镗铣床作为机床工业的主流产品,已成为实现装备制造业现代化的关键设备,可进行箱体的孔系镗孔加工,以及钻孔、扩孔、铰孔、切螺纹、切沟槽和平面的铣削加工。

在船舶、汽轮机、重型电机、重型机床和其它电力、能源、军工、橡胶、矿业、冶金等重型机器制造行业更是必不可少。

正因其加工能力强,使用范围广等优点,很多专用机床都是在数控落地铣镗床的主结构上进行定制改造。

1 专用设备整机设计与结构简介
TK6210A卫星主结构装配组合修正设备是我公司在落地镗铣床的主结构上进行定制改造,主要组成包括:立柱、床身、电主轴、回转工作台、数控系统、测量系统、辅助操作系统及附件。

床身安装在地基上,是设备的主要安装基座。

立柱总成安装在滑座上,立柱总成通过床身导轨实现左右横向直线移动,主轴箱沿立柱垂直导轨垂向移动,主轴箱的平衡锤装在立柱腔内。

主轴箱上预留相应的机、电接口,用于安装使用带A/C摆角功能电主轴。

还配有高精度回转工作台用于调整工件(产品结构)象位角度和位置,安装在立柱总成的横向运动中心位置,其直线移动方向与床身垂直。

整个机床配有数控系统、以完成立柱、主轴箱、滑枕移动和电主轴A/C转动的联动控制。

本机床X、Y、W轴导轨均采用直线自润滑导轨,具有承载力大、摩擦系数小等优点;Z轴采用直线滚动导轨导向。

机床X、Y、W轴为全闭环控制,精度高。

2 滑枕伸出自重变形补偿
在工作中滑枕会伸出,由于滑枕的伸出,滑枕的重心向前移动,这样滑枕会因自重产生变形,影响机床的精度,为此我们在滑枕的上部沿纵向装有两条拉杆,拉杆前端与方滑枕固定,拉杆后端与方滑枕后端用螺母固定,用以提高滑枕的刚性,滑枕刚性提高可以对滑枕工作伸出产生的变形有一定的补偿作用。

拉杆虽然能对滑枕伸出因重心变化而产生的滑枕变形有一定的补偿作用,但工作时滑枕前方需要安装电主轴附件,这对滑枕的刚性要求很高,仅仅靠两根拉杆不足以完全补偿滑枕的变形,基于此我们增加的滑枕的辅助支撑结构,用来解决滑枕的变形问题。

3 滑枕辅助支撑设计
滑枕的辅助支撑结构设计如图3所示。

轴套外环有外螺纹与滑枕上的内螺纹配合安装,支座安装在轴套内,轴套与支座之间有导向键,保证支座竖直方向的准确调节,支座与法兰盘的竖直方向上留有2mm的间隙,用于卸荷滚轮高度调节。

支座下端为方形结构,与法兰盘内部的方形孔配合,以防止支座转动,销轴与支座中间安装蝶形弹簧,通过调节螺栓对蝶形弹簧进行预紧,蝶形弹簧是在轴向上呈锥形并承受负载的特殊弹簧,蝶形弹簧具有刚度大,缓冲吸振能力强等优点,在设计过程中根据滑枕和附件的重量,选择蝶形弹簧10片并、串联组合的形式,蝶形弹簧在承受负载变形后,储蓄一定的势能,这部分势能保证卸荷滚轮在运行的轨道上严密贴合,防止工作过程中由于振动而影响滑枕精度,这样的辅助支撑结构能对滑枕伸出时因自重和安装附件重量对滑枕产生的变形有很好的补偿作用。

通过辅助支撑结构的设计我们解决的滑枕伸出时因自重变形的问题,而且这种结构简单、可靠,装配和调试方便,后期维修、维护成本低,是一种经济实用的解决方案。

4 结语
本文在数控落地铣镗床基础上进行改造,设计一台卫星主结构装配组合修正的专用机床,并对机床关键工作部件滑枕伸出变形问题进行了分析,设计了一套辅助支撑装置补偿滑枕的变形。

在节约生产成本的同时,也得到了客户的认可。

参考文献:
[1]盛伯浩,唐华.数控机床技术发展浅析[J].航空制造技术,2002(06):12-171.
[2]王爱玲.现代数控机床[M].北京国防工业出版社,2006.
作者简介:袁晓(1985-),男,黑龙江人,研究生,中级工程师,研究方向:数控机床。

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