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基于多方法融合的机床主轴系统FTA可靠性分析
1
作者 陈红霞 牛波 +2 位作者 李宏悦 张蛟腾 陈王浩 《机床与液压》 北大核心 2025年第12期25-31,47,共8页
以某重型数控机床的主轴系统为研究对象,针对其故障分析时面临的结构复杂、关键功能部件系统的故障数据少等问题,采用主客观融合的方法展开FTA分析,深入剖析主轴系统发生故障的根本原因。针对专家评定底事件发生度时无法进行定量计算且... 以某重型数控机床的主轴系统为研究对象,针对其故障分析时面临的结构复杂、关键功能部件系统的故障数据少等问题,采用主客观融合的方法展开FTA分析,深入剖析主轴系统发生故障的根本原因。针对专家评定底事件发生度时无法进行定量计算且具有较大的个人主观性这一问题,采用熵权、灰色关联度方法对底事件主观发生度进行计算,减少专家评估造成的人为主观性误差。对于已经发生的故障,由于样本量较少,有时会忽略故障发生的偶然性,采用证据理论方法对底事件客观发生度进行计算,减少因重型机床故障数据不足导致的随机误差。最后采用熵权和TOPSIS法对故障树底事件主、客观发生度进行综合计算并排序,得出排名前4的底事件分别为:拉刀爪损坏、轴承磨损、油缸漏油及爬行、切削量大。这4个底事件对主轴系统故障的影响程度最大,企业在日常维护保养过程中应重点关注。 展开更多
关键词 重型数控机床 可靠性 主轴系统 故障树
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机床温控系统板式电加热水箱设计与仿真研究
2
作者 胡军 龙湛基 +1 位作者 王鹏越 张凯旋 《制造技术与机床》 北大核心 2025年第1期180-187,共8页
为满足精密卧式加工中心温控系统对机床不同部位的差异化温度控制需求,提出了差异化主动温控系统方案,为该系统设计了3种温控子回路板式电加热水箱结构。通过Fluent软件对水箱进行数值模拟,研究水箱结构对性能的影响。根据仿真结果,对... 为满足精密卧式加工中心温控系统对机床不同部位的差异化温度控制需求,提出了差异化主动温控系统方案,为该系统设计了3种温控子回路板式电加热水箱结构。通过Fluent软件对水箱进行数值模拟,研究水箱结构对性能的影响。根据仿真结果,对最大变形量、总换热系数、温度标准差、努塞尔数和摩擦因数进行综合考虑后确定最佳结构方案,对水箱进行生产制造并与机床连接测试,测试结果显示水箱正常起到温控液温度调节作用。研究结果为精密机床差异化主动温控系统的结构设计提供了一定理论依据。 展开更多
关键词 数控机床 温控系统 液压水箱 电加热器 共轭换热
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五轴镗铣车复合加工中心时变误差测量及补偿 被引量：1
3
作者 刘阔 王率峰 +3 位作者 宋磊 张泽伟 陈虎 王永青 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2025年第2期102-108,共7页
航空航天领域关键零部件高端制造的需求对国产数控机床提出了高精度稳定性的要求,时变误差是影响国产高端数控机床精度稳定性的关键因素,易导致航空零件批量加工精度波动。五轴镗铣车复合加工中心是航空航天领域核心零件的主力加工装备... 航空航天领域关键零部件高端制造的需求对国产数控机床提出了高精度稳定性的要求,时变误差是影响国产高端数控机床精度稳定性的关键因素,易导致航空零件批量加工精度波动。五轴镗铣车复合加工中心是航空航天领域核心零件的主力加工装备,为减小五轴镗铣车复合加工中心的时变误差,提出了一种基于机理与数据混合驱动的数控机床时变误差补偿方法,通过测量机床在不同温度状态下的时变误差数据,厘清机床主轴和进给轴主要时变误差项,建立主轴和进给轴主要时变误差项的机理与数据混合驱动的时变误差模型,并基于坐标原点偏置原理实现机床时变误差补偿。经试验验证,补偿后X进给轴时变误差可以减少61.2%,主轴径向时变误差可以减少42.3%,大幅度提高了机床的精度稳定性。 展开更多
关键词 数控机床 主轴 进给轴 时变误差 误差补偿
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数控车床主轴热误差完全自适应经验模态分解与小波阈值变换分离方法
4
作者 陈庚 丁强强 +2 位作者 苏哲 郭世杰 唐术锋 《航空制造技术》 北大核心 2025年第6期104-114,共11页
数控车床主轴热误差是影响车床加工精度的主要因素之一。为提高热误差测量准确度,降低测量技术要求,提出一种基于完全自适应噪声集合经验模态分解(ICEEMDAN)和经验小波变换(EWT)的车床热误差信息分离方法。首先,使用ICEEMDAN算法对原始... 数控车床主轴热误差是影响车床加工精度的主要因素之一。为提高热误差测量准确度,降低测量技术要求,提出一种基于完全自适应噪声集合经验模态分解(ICEEMDAN)和经验小波变换(EWT)的车床热误差信息分离方法。首先,使用ICEEMDAN算法对原始信号进行分解,将获得的低频模态分量重构后作为EWT算法的输入进行分解,使用离散系数评估EWT算法每次迭代的分解效果。其次,通过对一组仿真信号进行分解,验证该方法的准确性,与ICEEMDAN算法相比,ICEEMDAN-EWT算法的均方根误差(RMSE)降低了5.2%。最后,在CKA6 163A型车床上进行试验,使用五点法辨识热误差,将ICEEMDAN-EWT分离算法与傅里叶变换(FFT)算法进行对比。结果表明,与FFT算法相比,使用ICEEMDAN-EWT算法分离出的5项热变形信号与机床温度的Pearson相关性提高了3.8%,Spearman相关性提高了6.6%,准确度更高。 展开更多
关键词 数控车床 主轴 热误差 完全自适应噪声集合经验模态分解-经验小波变换(ICEEMDAN-EWT) 误差分离
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基于振动响应重构的电主轴径向回转误差测量
5
作者 阮佳豪 康为民 傅建中 《浙江大学学报(工学版)》 北大核心 2025年第4期842-852,869,共12页
现有测量电主轴径向回转误差的方法适用于低转速,无法实现加工过程的在线测量.开展机床电主轴振动响应与径向回转误差的内在机理研究,揭示电主轴振动重构在线测量径向回转误差机制,提出电主轴在高速转动下通过振动信号获取在线测量径向... 现有测量电主轴径向回转误差的方法适用于低转速,无法实现加工过程的在线测量.开展机床电主轴振动响应与径向回转误差的内在机理研究,揭示电主轴振动重构在线测量径向回转误差机制,提出电主轴在高速转动下通过振动信号获取在线测量径向回转误差的新方法.应用模态扩展方程,基于电主轴机壳上采集的振动信号,重构芯轴的振动响应.在重构过程中,利用有限元仿真实现电主轴模态振型初步提取,采用模态振型实验校正电主轴模态振型,建立芯轴振动响应与电主轴径向回转误差的数学模型,实现电主轴径向回转误差的求解.对比实验结果表明,相比主轴径向误差测量的三点法,所提方法在主轴转速低于10000 r/min时,误差不超过6.49%.所提方法为实现数控机床加工过程中电主轴径向回转误差在线测量提供了技术路径. 展开更多
关键词 数控机床 电主轴 径向回转误差 振动响应重构 模态扩展
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精密数控机床基础部件热误差控制研究综述 被引量：1
6
作者 朱旭 丁爽 《制造技术与机床》 北大核心 2025年第4期77-86,共10页
热误差是影响精密数控机床加工精度及其稳定性的重要因素。电主轴、滚珠丝杠以及支承件作为机床核心基础部件,其热误差对精密数控机床加工精度的影响显著。为进一步研究机床基础部件的热误差控制理论和技术,从共性技术、个性技术两个角... 热误差是影响精密数控机床加工精度及其稳定性的重要因素。电主轴、滚珠丝杠以及支承件作为机床核心基础部件,其热误差对精密数控机床加工精度的影响显著。为进一步研究机床基础部件的热误差控制理论和技术,从共性技术、个性技术两个角度系统分析了机床热误差控制研究现状。共性技术主要有反变形技术、温度测点优化、热误差补偿、冷却介质参数优化4个方面;个性技术从机械结构设计和主动冷却结构两方面分别综述了电主轴、滚珠丝杠以及支承件热误差控制策略。最后,提出了精密数控机床热误差控制研究展望,为精密数控机床热误差控制研究和工程应用提供参考和指导。 展开更多
关键词 数控机床 热误差 电主轴 滚珠丝杠 支承件
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数控铣床主轴热误差Bi-LSTM预测建模
7
作者 马宏宇 尹志宏 +2 位作者 叶愈 南朋涛 朱升硕 《机床与液压》 北大核心 2025年第14期51-57,共7页
为探究数控铣床复杂热源导致的主轴温升与热误差之间的非线性映射关系,提出一种基于双向长短期记忆神经网络(Bi-LSTM)的主轴热误差预测模型。以国产某型号精密数控铣床主轴单元为研究对象,采用激光位移传感器对主轴空转状态下的轴向热... 为探究数控铣床复杂热源导致的主轴温升与热误差之间的非线性映射关系,提出一种基于双向长短期记忆神经网络(Bi-LSTM)的主轴热误差预测模型。以国产某型号精密数控铣床主轴单元为研究对象,采用激光位移传感器对主轴空转状态下的轴向热误差进行测量,借助温度传感器采集主轴关键温度测点的温度。采用萨维茨基-戈莱滤波器对主轴温升、热误差数据进行滤波降噪处理,使用手肘法确定最佳聚类数,利用模糊C均值聚类结合灰色关联度分析(FCM+GRA)方法完成温度敏感点的选取,避免温度测点之间多重共线性问题。最后,以主轴轴向热误差和温度敏感点温升数据为输入,建立主轴热误差Bi-LSTM预测模型,并基于平均绝对误差(MAE)、平均绝对百分比误差(MAPE)、均方根误差(RMSE)和相关性系数R 2对模型的预测效果进行评估。结果表明:与LSTM(单向长短期记忆神经网络)、GRU(门控循环单元)和BPNN(反向传播神经网络)相比,Bi-LSTM预测模型的MAE分别降低了18.5%、21.8%、44.1%,RMSE分别降低了9.5%、20.2%、43.8%。因此,Bi-LSTM主轴热误差预测模型具有更高的鲁棒性和准确性。 展开更多
关键词 数控机床 主轴热误差 FCM+GRA算法 Bi-LSTM模型 热误差预测
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高速精密角接触陶瓷球轴承设计及试验研究
8
作者 谢文超 崔永存 +2 位作者 李小明 董帅豪 周勇勇 《机电工程》 北大核心 2025年第1期33-41,89,共10页
针对某数控机床主轴轴承低极限转速及低DN值(轴承内径和轴承转速的乘积)的问题,为解决机床主轴轴承高极限转速的问题,满足高DN值、高极限转速及精度P4级的要求,设计开发了一款高速电主轴精密角接触陶瓷球轴承,并进行了轴承温升和振动试... 针对某数控机床主轴轴承低极限转速及低DN值(轴承内径和轴承转速的乘积)的问题,为解决机床主轴轴承高极限转速的问题,满足高DN值、高极限转速及精度P4级的要求,设计开发了一款高速电主轴精密角接触陶瓷球轴承,并进行了轴承温升和振动试验。首先,根据轴承的使用环境选取了角接触陶瓷球轴承主参数,并为降低高转速下轴承发热量选取了合适的轴承材料;然后,利用建立的角接触球轴承动力学模型并联立动力学微分方程进行了求解,以摩擦力矩为目标函数对轴承球径和内外沟曲率半径系数进行了正交优化选取,还进行了动力学和疲劳寿命分析;最后,开展了角接触陶瓷球轴承的极限转速试验,进行了温升和振动分析,验证了该轴承温升和振动指标满足设计要求。研究结果表明:优化后得到轴承的球径D w为6.35 mm、内沟曲率半径系数f i为0.55、外沟曲率半径系数f e为0.52;计算优化后角接触陶瓷球轴承的最大接触应力不超过2100 MPa,滚动体与保持架的最大作用力不超过3 N,保持架受到的等效应力及极限转速下轴承疲劳寿命为84.5 h左右,均满足设计使用要求;且优化后的角接触陶瓷球轴承最小摩擦力矩为102.0331 N·mm;优化后轴承的最高温度为56℃,振动加速度不高于19.6 m/s^(2)。该轴承满足超精密数控机床高速电主轴的应用需求,同时提高了国内现有高速电主轴的极限转速。 展开更多
关键词 高速机床电主轴 滚动轴承 摩擦力矩 动力学分析 极限转速 滚道接触性能 保持架碰撞力 疲劳寿命 轴承温升和振动
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数控机床电动主轴WPD-TSNE-SVM模型故障诊断
9
作者 李坤宏 江桂云 朱代兵 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2024年第5期832-836,共5页
为了提高数控机床电动主轴故障诊断效率,设计了一种WPD-TSNE-SVM组合模型。利用小波包方法分解主轴振动信号,并完成样本集TSNE降维的过程,利用SVM完成重构特征的故障分类。构建数控机床主轴信号混合特征空间向量,并进行故障诊断分析。... 为了提高数控机床电动主轴故障诊断效率,设计了一种WPD-TSNE-SVM组合模型。利用小波包方法分解主轴振动信号,并完成样本集TSNE降维的过程,利用SVM完成重构特征的故障分类。构建数控机床主轴信号混合特征空间向量,并进行故障诊断分析。研究结果表明:TSNE方法训练样数据形成规律分布特点,采用非线性SVM多故障分类器实现小波包混合特征的故障准确分类。根据径向基核函数建立的非线性SVM诊断方法获得更高准确率。该方法诊断轴承运行故障,获得更高维护效率,确保数控机床主轴运行稳定性。 展开更多
关键词 数控机床 电动主轴 故障诊断 小波包分解
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数控车床主轴热误差SHO–LSTM预测建模 被引量：2
10
作者 陈庚 郭世杰 +2 位作者 丁强强 苏哲 唐术锋 《工程科学与技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第2期277-288,共12页
在高精度加工过程中,数控机床主轴误差对加工精度的影响较为严重。数控机床热误差占总误差比例高达40%~70%,是主要的误差源之一。为了提高热误差预测的精度,本文提出一种使用海马优化算法(SHO)优化时序预测网络(LSTM)的精密车床主轴热... 在高精度加工过程中,数控机床主轴误差对加工精度的影响较为严重。数控机床热误差占总误差比例高达40%~70%,是主要的误差源之一。为了提高热误差预测的精度,本文提出一种使用海马优化算法(SHO)优化时序预测网络(LSTM)的精密车床主轴热误差预测建模方法。首先,利用羚羊优化算法(GOA)对模糊C均值聚类(FCM)的模糊矩阵常数、最大迭代次数、迭代终止条件进行优化并结合皮尔逊(Person)、斯皮尔曼(Spearman)和肯德尔(Kendall)相关分析方法优化温度测点,使用手肘法确定最优分组规模,根据DB(Davies–Bouldin)、BWP(Bregman Within–class Projection)和Silhouette(Silhouette coefficient)聚类评估指标评估温度测点聚类效果。其次,以车床主轴五点法获取的热误差数据和优化后的温度数据作为输入,使用海马优化算法(SHO)对时序预测网络(LSTM)的隐含层节点、全连接层节点、学习率、L2正则化常数进行优化,并使用S折交叉试验方法确定最优分组规模,建立主轴热误差SHO–LSTM预测模型。再次,在不同转速下对构建的热误差模型对基于平均绝对误差(MAE)、均方根误差(RMSE)和平均绝对百分比误差(MAPE)的预测效果进行评估。最后,在CKA6163A型车床上进行实例验证,使用五点法进行测量辨识,同时测量主轴附近的温度。结果表明:本文所提出的温度测点优化算法相比未优化的模糊C均值聚类(FCM)的DB指标降低了89.00%,BWP和Silhouette分别提高了59.00%和8.17%,优化后的聚类算法可有效降低温度测点间的共线性,提高预测模型的预测效率。本文所提出的海马优化算法(SHO)优化时序预测网络(LSTM)与未优化的时序预测网络(LSTM)相比,均方根误差降低了42%,表明海马优化算法(SHO)可以提高时序预测网络(LSTM)的准确性;与天鹰(AO)优化卷积神经网络(CNN)、反向传播神经网络(BP)相比,本文所提出的预测网络的均方根误差分别降低了3%、57%,SHO–LSTM主轴热误差预测模型的鲁棒性和准确性更高。 展开更多
关键词 数控机床 主轴热误差 GOA-FCM算法 热误差预测 SHO-LSTM网络
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基于多性能退化参数的电主轴可靠性研究
11
作者 訾佼佼 张涛 刘宏昭 《机床与液压》 北大核心 2024年第17期124-129,共6页
以数控机床磨削电主轴为研究对象,运用多性能退化参数可靠性理论对磨削电主轴进行研究。通过分析磨削电主轴的失效机制,选取性能退化参数,并在此基础上建立性能退化模型,提出一种基于多性能退化参数的电主轴可靠性评估方法。通过搭建试... 以数控机床磨削电主轴为研究对象,运用多性能退化参数可靠性理论对磨削电主轴进行研究。通过分析磨削电主轴的失效机制,选取性能退化参数,并在此基础上建立性能退化模型,提出一种基于多性能退化参数的电主轴可靠性评估方法。通过搭建试验台,采集性能退化参数试验样本数据,预测电主轴的可靠性变化规律,并将基于多性能退化参数的电主轴可靠性方法与基于单一性能退化参数中的贝叶斯法进行对比。结果表明:基于单一性能退化参数的方法往往高估电主轴的寿命,多性能退化参数的电主轴可靠性评估方法更加贴合实际。提出的方法可为数控机床电主轴可靠性评估提供参考。 展开更多
关键词 数控机床 电主轴 多性能退化参数 可靠性
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加工中心主轴关键热敏感点选取与热误差预测
12
作者 田春苗 季泽平 +2 位作者 郭世杰 唐术锋 乔冠 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2024年第2期169-174,181,共7页
为探究数控机床主轴温度场信息与主轴热误差之间的非线性映射关系,提出一种基于人工蜂群优化算法(ABC)与广义回归神经网络的主轴热误差预测模型。首先,使用热成像技术布置温度传感器,并利用K-medoids算法对温度测点进行聚类分组,使用灰... 为探究数控机床主轴温度场信息与主轴热误差之间的非线性映射关系,提出一种基于人工蜂群优化算法(ABC)与广义回归神经网络的主轴热误差预测模型。首先,使用热成像技术布置温度传感器,并利用K-medoids算法对温度测点进行聚类分组,使用灰色关联度分析方法计算温度与主轴热误差之间的相关程度,进而提取出最佳热敏感点;其次,引入调节因子优化ABC算法的寻优过程,使用改进后的ABC网络确定GRNN网络的最佳参数及光滑因子;最后,以三轴数控加工中心为研究对象,进行温度数据与热误差数据的采集,建立基于ABC-GRNN热误差预测模型并与优化前进行比较。热误差实验结果表明,K-medoids算法与灰色关联分析相结合,有效避免了温度测点之间的多重共线性;ABC-GRNN模型可以更准确地预测出主轴各项误差值。 展开更多
关键词 数控机床 主轴热误差 K-medoids算法 热误差预测 ABC-GRNN模型
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高速电主轴设计制造中若干问题的探讨 被引量：37
13
作者 张伯霖 夏红梅 黄晓明 《制造技术与机床》 CSCD 北大核心 2001年第7期12-14,共3页
探讨了电主轴的优良特性 ,介绍了基本参数和结构类型的选择 ,分析了电主轴的两大内部热源 :内置电动机和主轴轴承。提出了降低电主轴温升的两大措施 :电动机外循环油冷和陶瓷球轴承及其油 -气润滑 ,讨论了高速电主轴动平衡设计的原理与... 探讨了电主轴的优良特性 ,介绍了基本参数和结构类型的选择 ,分析了电主轴的两大内部热源 :内置电动机和主轴轴承。提出了降低电主轴温升的两大措施 :电动机外循环油冷和陶瓷球轴承及其油 -气润滑 ,讨论了高速电主轴动平衡设计的原理与方法。 展开更多
关键词 高速加工 数控机床 主传动系统 电主轴 设计 制造
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基于遗传算法的数控机床主轴优化设计方法 被引量：14
14
作者 郭辰光 王鹏家 +1 位作者 田鹏 刘永贤 《东北大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第6期850-853,共4页
通过分析主轴的结构和加工过程中的受载变形情况,建立了主轴优化设计的数学模型.针对传统优化设计方法在解决主轴优化设计中出现的问题,引入遗传算法,应用实数编码规则和改进的遗传算子对数控机床主轴进行优化设计.在VC++平台上,利用C+... 通过分析主轴的结构和加工过程中的受载变形情况,建立了主轴优化设计的数学模型.针对传统优化设计方法在解决主轴优化设计中出现的问题,引入遗传算法,应用实数编码规则和改进的遗传算子对数控机床主轴进行优化设计.在VC++平台上,利用C++语言构建基于遗传算法的数控机床主轴优化设计系统.通过实例设计及结果分析,验证了应用基于遗传算法的数控机床主轴优化设计方法所得的主轴结构参数比常规设计更可靠,充分显示了遗传算法在机床主轴部件优化设计中的效益和应用价值. 展开更多
关键词 数控机床 数学模型 遗传算法 主轴 优化设计
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数控机床高速化的研究与应用 被引量：24
15
作者 张伯霖 夏红梅 黄晓明 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第10期1132-1137,共6页
高速加工是继数控技术之后使制造技术产生第二次革命性飞跃的一项高新技术 ,它不但具有极高的生产效率 ,而且可显著提高零件的加工精度和表面质量。在简要分析高速加工的发展情况后 ,论述了超高速加工中心的两项关键技术——高速电主轴... 高速加工是继数控技术之后使制造技术产生第二次革命性飞跃的一项高新技术 ,它不但具有极高的生产效率 ,而且可显著提高零件的加工精度和表面质量。在简要分析高速加工的发展情况后 ,论述了超高速加工中心的两项关键技术——高速电主轴和直线电机高速进给单元 。 展开更多
关键词 高速加工 数控机床 加工中心 电主轴 直线电机
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高速加工对机床传动与结构的影响 被引量：18
16
作者 张伯霖 李锻能 +1 位作者 马平 肖章林 《制造技术与机床》 CSCD 北大核心 1998年第11期5-8,共4页
分析了高速加工对机床的新要求，阐明“零传动”是高速机床理想的传动方式。着重研究了高速电主轴和直线电机高速进给单元的结构特点和设计原理，提出了改善高速数控机床热态与动态特性的方法与措施。最后对加快我国高速数控机床生产与... 分析了高速加工对机床的新要求，阐明“零传动”是高速机床理想的传动方式。着重研究了高速电主轴和直线电机高速进给单元的结构特点和设计原理，提出了改善高速数控机床热态与动态特性的方法与措施。最后对加快我国高速数控机床生产与技术的发展提出了若干建议。 展开更多
关键词 高速加工 数控机床 电主轴 直线电机
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基于单光束干涉仪的机床主轴热误差实时测量 被引量：9
17
作者 高赛 曾理江 +2 位作者 殷纯永 郑力 叶佩青 《计量学报》 CSCD 北大核心 2001年第1期1-6,共6页
主轴热误差是数控机床的主要热误差源 ,本文提出了一种使用三路单光束干涉仪 (SBI3)进行机床主轴热误差的非接触式实时测量方法 ,可以快速准确地测量主轴热误差。实验结果表明 ,所测立式加工中心主轴热误差沿Z轴方向最大 ,约为 50μm ,... 主轴热误差是数控机床的主要热误差源 ,本文提出了一种使用三路单光束干涉仪 (SBI3)进行机床主轴热误差的非接触式实时测量方法 ,可以快速准确地测量主轴热误差。实验结果表明 ,所测立式加工中心主轴热误差沿Z轴方向最大 ,约为 50μm ,测量误差约为 1 0 μm。 展开更多
关键词 数控机床 主轴热误差 实时测量 单光束干涉仪
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高精度数控机床主轴系统热误差的控制方法 被引量：14
18
作者 赵亮 雷默涵 +4 位作者 朱星星 王帅 凌正 杨军 梅雪松 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第11期1165-1171,共7页
为了解决高精度数控机床主轴系统热误差的难题,提出了一种主动控制主轴热误差的新方法.根据设计的螺旋盘管冷却器,分析了硅脂厚度对主轴与冷却器间的接触热阻的影响规律,建立了热阻模型.在简化主轴系统模型的基础上,构建了主轴系统的热-... 为了解决高精度数控机床主轴系统热误差的难题,提出了一种主动控制主轴热误差的新方法.根据设计的螺旋盘管冷却器,分析了硅脂厚度对主轴与冷却器间的接触热阻的影响规律,建立了热阻模型.在简化主轴系统模型的基础上,构建了主轴系统的热-流-固有限元模型,并对冷却参数进行了仿真.利用搭建的温度控制系统,对有限元模型进行验证.结果表明,有限元模型能有效预测主轴系统热特性的变化规律,其冷却器的换热效率高,热平衡时间缩短了约68%,热误差减小了约19%.本研究为精密机床主轴热误差控制提供了一种新思路. 展开更多
关键词 数控机床 主轴系统 温度控制 热误差 热-流-固模型
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精密数控机床主轴系统多物理场耦合热态特性 被引量：10
19
作者 邓小雷 傅建中 +1 位作者 贺永 陈子辰 《浙江大学学报（工学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第10期1863-1870,共8页
在综合分析数控机床主轴系统的边界条件的基础上,建立三维多物理场耦合流场-温度-结构场的稳态和瞬态热态特性分析模型,采用有限元分析法(FEM)进行仿真模拟.该模型考虑主轴系统各零部件的实际尺寸、零部件不同面的不同放置情况、外界空... 在综合分析数控机床主轴系统的边界条件的基础上,建立三维多物理场耦合流场-温度-结构场的稳态和瞬态热态特性分析模型,采用有限元分析法(FEM)进行仿真模拟.该模型考虑主轴系统各零部件的实际尺寸、零部件不同面的不同放置情况、外界空气在不同流动情况与不同定性温度下对分析结果的影响,考虑主轴系统在外加非圆截面弯管冷却液影响下的温度场分析情况.以某精密数控双磨头磨床主轴系统为例进行分析与实验验证.结果表明,提出的主轴系统多物理场耦合热态特性分析的模型与方法可以快速、有效以及较准确地获得主轴系统的热态特性. 展开更多
关键词 精密数控机床 主轴系统 耦合分析 热态特性 传热系数 热设计
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陶瓷轴承电主轴单元的设计与研究 被引量：14
20
作者 张珂 张玉 吴玉厚 《东北大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第12期1185-1188,共4页
介绍了高速机床用电主轴优良特性及其应用现状·结合磨用电主轴单元的研制实践,探讨了高速电主轴单元设计制造中的结构布局型式设计,研究了电主轴轴承的选用,陶瓷轴承的力学性能分析和轴承轴向预负荷的确定,分析了电主轴单元的冷却... 介绍了高速机床用电主轴优良特性及其应用现状·结合磨用电主轴单元的研制实践,探讨了高速电主轴单元设计制造中的结构布局型式设计,研究了电主轴轴承的选用,陶瓷轴承的力学性能分析和轴承轴向预负荷的确定,分析了电主轴单元的冷却与润滑系统的设置·高速电主轴的性能试验表明,该型电主轴设计合理,动、静态性能指标符合要求,为其在高速机床上的实际应用提供一定的技术依据· 展开更多
关键词 高速机床 电主轴 设计 陶瓷轴承 振动 性能试验
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