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          復雜工況高效數控機床高精度加工技術

          發布時間:2018-09-07  發布者:禹創重工機械
          加工是 機床用戶追求的目標,閥門機床加工工藝作為獲取零件的環節,其優劣對零件加工質量和效率有直接影響。當前,機床用戶在切削加工編程階段由于缺乏對機床本體性能的認識,僅考慮刀具與工件的幾何約束關系進行工藝編程,工藝制定和參數選擇多憑人員的習慣和經驗。此外,在加工復雜型面零件時,強時變、參變的切削負載將激發工藝系統的復雜響應,易導致加工過程失穩、零件報廢。目前提高加工質量的常用方法是 采用“加工-分析一測量一修正一再加工”的思路,生產周期長,成本高。隨著對加工的不斷追求,這種傳統的被動式工藝制定流程難以充分發揮機床的使用效率。
             實際上,加工過程與工藝系統之間存在交互機制,想要實現加工,首先需研究切削過程與工藝系統之間的動態交互作用機理。
          針對不同機床性能、刀具性能和零件加工要求,綜合工藝系統特性和工藝過程,考慮物理性能約束,提出面向加工的刀具路徑規劃與工藝參數優化方法,實現工藝系統與加工過程的較優匹配。其次,研究考慮加工過程影響的機床自適應控制技術,在伺服驅動環節和數控環節控制策略,實現多源物理量在線測量、加工誤差分析與補償,提高加工效率和質量。
          精度保持性相關技術
          精度保持性是 評價三面車床性能的重要指標之一,也是 影響國產數控機床性能的主要瓶頸。當前,國內還沒有一個比較系統的精度保持性研究體系。另外,通過對國產數控機床精度衰退的調研,發現造成國產數控機床精度保持性差的原因主要是 非正常磨損。
          因此,為提高國產機床的精度保持性,需針對國產數控機床的設計、制造過程和使用環境,建立精度保持性理論體系,研究相應的措施。在幾何精度保持性方面,設計階段應考慮導軌滑塊、絲杠螺母等動結合部的壽命設計,考慮重力影響的大型結合面的精度設計;在制造階段實現內應力的合理控制,動、靜結合面的小或無應力裝配,較終減小移動部件質心位置變化造成的基礎件變形、基礎件內應力釋放變形、裝配應力造成的螺栓蠕變等引起的導軌滑塊非正常磨損。
          在主軸精度保持性方面,研究主軸軸承間隙配合)、軸承預緊力等裝配參數,以及主軸密封與潤滑方式,設計階段考慮服役狀態合理選擇軸承與主軸配合、冷卻參數以及密封結構等。制造階段關注服役態下軸承預緊力措施,以減小軸承非正常磨損。在運動精度保持性方面,研究運動部件非正磨損造成的機械參數變化,電器參數老化造成的電器參數變化,以及兩者間的機電參數不匹配而引起的運動精度保持性衰退機理,研究機械參數、電器參數的辨識方法及自適應控制算法,實現運動精度的恢復與保持。在整機精度監控方面,實時監控機床使用階段的工作環境和運行狀態,選擇合適的監控參數以及參數閡值,機床在正常條件下使用,也是 延長精度保持性的措施。
          性相關技術
          機床性技術已成為機床行業較主要的關鍵技術之一,也是 一直影響國產數控機床市場信譽和競爭力的主要問題。經過數十年的發展和積累,國產數控機床性技術研究雖然在性建模、故障分析、性設計、性試驗和性增長等方面取得了明顯進展,但與機床相比還處于落后狀態。
          數控機床是 一個故障模式多樣、故障機理復雜、故障可的復雜系統,其性研究在技術上多學科相互交叉、時間上貫穿機床全生命周期、空間上涉及多部門協同,是 一項復雜的系統工程。國產機床性所面臨的核心技術問題是 ,需針對機床全生命周期性試驗、建模、分析、設計等方面的基礎研究,深入開展機床制造性、裝配性、早期故障排除性、使用性、維修性設計和預防性維修策略等性技術研究,提性數據積累能力,提出數控機床整機、功能部件和關鍵零件的性概率設計方法,深入研究故障產生的物理本質、故障相關性、故障模式及規律,重視維修性和可用性,實現數控機床設計、制造和使用全生命周期內的性增長,加快凝練出國產機床性技術體系,制定性技術規范和技術標準,提高國產機床性。
           
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