制造技术与机床

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王春光, 罗志江, 张俊峰

2023, (11): 9-17. doi: 10.19287/j.mtmt.1005-2402.2023.11.001

摘要 HTML PDF(2145KB)

摘要:
针对RV减速器常规结构设计过程中未考虑摆线轮齿廓修形影响的现状，为实现RV减速器精确的动力学结构设计，提出一种基于承载能力和传动效率优化的RV减速器摆线轮齿廓“负移距–正等距”或“正移距–负等距”组合修形方法。将承载能力最大和传动效率最高作为优化目标，选取对其影响较大的关键参数作为设计变量，考虑齿廓修形影响，对RV减速器开展多目标优化研究。采用NSGA-Ⅱ算法进行求解，并基于TOPSIS和CRITIC相结合的多目标决策方法确定Pareto解集中的最优参数方案。研究结果表明：相比于原始设计，采用“负移距–正等距”或“正移距–负等距”修形对啮合力的影响相对于“负移距–负等距”和“正移距–正等距”较为平缓，齿廓修形设计更为容易。优化后整机传动效率提高了0.96%，最大啮合力减小了35.98%，啮合齿数增加，传动更为平稳，显著改善了RV减速器的动态性能。

基于深度强化学习算法的机器人浮动打磨执行装置研究

张一然, 杨龙, 袁博, 李长耿

2023, (11): 18-22, 28. doi: 10.19287/j.mtmt.1005-2402.2023.11.002

摘要 HTML PDF(1932KB)

摘要:
为实现机器人恒力打磨的需求，文章设计了浮动打磨执行器，进行了打磨控制算法研究和浮动打磨执行器的结构设计，并对浮动打磨执行器系统进行受力分析和动力学建模。在传统PID控制算法的基础上，采用DDPG深度强化学习算法进行PID控制参数的整定，并开展浮动打磨执行器恒力性能实验验证。实验结果表明，文章设计的浮动打磨执行器能够满足恒力控制的要求。通过DDPG深度强化学习算法对PID控制参数整定，减少了繁琐的调参步骤，且具有更好的恒力控制性能。

内置V型永磁同步电机性能优化设计与研究

陈德海, 李志远, 赖正贵, 陈志文, 李明

2023, (11): 23-28. doi: 10.19287/j.mtmt.1005-2402.2023.11.003

摘要 HTML PDF(1848KB)

摘要:
为提升永磁同步电机的输出转矩、削弱转矩脉动和齿槽转矩、提升电机运行稳定性，设计了一种新型转子磁障，提出了一种新型转子结构永磁同步电机（permanent magnet synchronous motor with new rotor structure, NRS-PMSM）。在优先考虑电机整体效率的基础上，利用多目标敏感度分析方法，选择转子磁障对电机输出转矩、转矩脉动和齿槽转矩影响较大的关键结构参数，利用遗传算法优化结构尺寸参数得到最优解集合。通过有限元法分析计算NRS-PMSM的输出转矩、转矩脉动以及齿槽转矩等电磁性能，仿真实验结果表明，NRS-PMSM能够达到增加输出转矩，削弱转矩脉动和齿槽转矩的目的。

航天异形紧固件加工多工位机床的控制系统设计

李雪晓, 李阔, 毕星瑞

2023, (11): 29-33. doi: 10.19287/j.mtmt.1005-2402.2023.11.004

摘要 HTML PDF(4572KB)

摘要:
针对航空航天领域某异形紧固件内孔生产工序分散、加工效率和加工精度低、加工成品一致性差，设计开发出以ZMC406运动控制器为控制核心的多工位专用机床。该机床由机械结构、气动系统和电气控制系统组成。文章主要阐述了控制系统的总体要求、各个控制系统模块、控制系统的软硬件设计。通过工控一体机触摸屏以EtherCAT为通讯协议对机床加工动作的控制和加工参数的设置，实现了异形紧固件内孔的集中化、自动化加工。机床实际加工试制结果表明机床生产节拍为8 pcs/min，合格率在99%以上，提高了该异形紧固件的加工精度和效率，产品一致性较好，在航天异形紧固件生产制造领域具有一定应用推广价值。

直线电机运动系统输入到状态稳定性分析

徐永明, 曹向东, 李旭, 刘海波

2023, (11): 34-38. doi: 10.19287/j.mtmt.1005-2402.2023.11.005

摘要 HTML PDF(921KB)

摘要:
直线电机是一种典型的直接驱动系统，具有高速度、高精度和大推力的优点，适用于各种高端装备中的精密直线运动场合。然而，直线电机运动系统的“零传动”特性，使得负载变化、非线性摩擦力、推力波动等扰动因素直接作用于系统，进而严重影响系统的性能和运动精度。为了分析扰动对系统状态的影响，针对直线电机运动系统进行建模并研究系统的输入到状态稳定性分析问题，提出一种基于李雅普诺夫方法的直线电机运动系统输入到状态稳定性分析方法，建立控制器增益与系统输入到状态稳定性之间的关系，为控制器增益的选取提供理论支持。

H13钢表面激光淬火仿真分析及实验研究

明智, 姚芳萍, 李金华

2023, (11): 39-46. doi: 10.19287/j.mtmt.1005-2402.2023.11.006

摘要 HTML PDF(2333KB)

摘要:
为了探究激光功率对H13钢激光淬火后表面改性层的影响，制备出最优工艺参数下的激光淬火改性层，采用COMSOL有限元分析软件对H13钢淬火过程温度演变规律进行仿真分析，预测淬硬层深度，并进行激光淬火实验。使用光学显微镜（OM）、扫描电子显微镜（SEM）、能谱仪（EDS）和显微硬度计等对H13钢激光淬火后的宏观形貌、组织演变机理、元素及显微硬度进行分析。结果表明：仿真预测的淬硬层深度与实验结果基本一致；激光扫描区域深度方向上组织细化明显，硬度呈梯度分布；自淬火表面向内分为相变硬化区、过渡区、基体，相变硬化区组织由原始珠光体、铁素体演变为细针状或板条状马氏体组织；当激光工艺参数选取不当时会造成过烧熔凝现象，影响工件表面平整度；当激光功率为600 W、扫描速度为10 mm/s时，淬硬层深度可达0.41 mm，最高显微硬度为709.6 HV_0.3，约为基体的3倍。

超声辅助铣削镍基高温合金铣削力建模及实验研究

肖强, 冯真鹏, 刘锁强

2023, (11): 47-52. doi: 10.19287/j.mtmt.1005-2402.2023.11.007

摘要 HTML PDF(2231KB)

摘要:
文章研究了超声振动辅助对铣削镍基高温合金的铣削力和表面质量影响。针对超声振动特性，建立了超声振动辅助铣削力模型，仿真分析了铣削力与超声振动振幅、频率的关系，设计了普通铣削和超声振动辅助铣削关于铣削力的对比试验，研究了超声振动作用下不同铣削参数对铣削力的影响规律及表面质量的影响规律。结果表明，对铣刀施加超声振动后，在一定范围内，随着超声振幅和频率的增大，铣削力随之减小；在施加超声振动辅助后，试件表面形貌较为圆润，相邻切削痕迹过渡平滑，显著改善了普通铣削加工后表面凸起尖锐，具有较深的沟槽痕迹，相邻切削痕迹明显的缺陷。

304不锈钢激光空化微造型实验研究

林思浩, 王冠

2023, (11): 53-58. doi: 10.19287/j.mtmt.1005-2402.2023.11.008

摘要 HTML PDF(3344KB)

摘要:
针对304不锈钢激光空化微造型进行了实验研究，重点研究了激光焦点位置、激光能量和激光作用次数这3个主要因素对304不锈钢材料表面微造型的影响规律，采用激光共聚焦显微镜对304不锈钢材料表面微造型的形貌进行观察测量，并运用相关理论对实验现象和结果进行具体分析。

面向对象的数控机床XY工作台动态定位误差分析与建模

杨洪涛, 薛庆涛, 李莉, 刘士萍

2023, (11): 59-66. doi: 10.19287/j.mtmt.1005-2402.2023.11.009

摘要 HTML PDF(1805KB)

摘要:
为研究切削力和速度共同影响下对数控机床XY工作台动态定位误差的影响规律，全面分析了XY工作台在切削力影响下的动态误差特性。建立了由滚珠丝杆组件、导轨系统、工作台台面和摩擦力等误差源所引起的动态定位误差分量精确计算模型，推导了XY工作台动态定位误差理论模型。根据其理论模型可知，切削力、运动速度和摩擦力是导致XY工作台动态定位误差的主要来源。通过对切削力下动态定位误差理论模型计算和仿真分析，验证了该理论模型的有效性，证明了切削力对工作台的动态定位误差存在影响，且在不同切削力下工作台运动速度为4 mm/s时动态定位误差最小，将该速度定义为最佳运动速度。其研究结果为建立数控机床的定位误差预测与补偿模型，提高加工精度奠定了良好基础。

一种数控小线段拟合与速度规划的优化方法

缪睿, 张永林

2023, (11): 67-74. doi: 10.19287/j.mtmt.1005-2402.2023.11.010

摘要 HTML PDF(2220KB)

摘要:
为解决数控加工中圆弧拟合和样条拟合等方式导致的曲率突变和计算复杂度高及加工过程速度断层等问题，文章提出了一种采用正弦曲线代替圆弧曲线的拟合方法，以自行设置的立体四叶草形状路径为对象，进行仿真分析。结果表明，正弦弧线插补与圆弧插补都有计算精度高的优点；正弦弧线插补在保证曲率连续的同时，过渡边长全长可达圆弧插补的147.5%～218%。同等过渡边长限制下，正弦弧线插补的角度范围比圆弧插补多出29%～46%。后续的速度规划中，加入速度前瞻中的回溯法，解决了速度断层和加速度及加加速的超限问题。

论域非原点对称的等效变论域模糊PID控制

樊康生, 杨光永, 吴大飞, 徐天奇

2023, (11): 75-81. doi: 10.19287/j.mtmt.1005-2402.2023.11.011

摘要 HTML PDF(1952KB)

摘要:
传统变论域模糊PID控制器需对模糊控制器内部的论域进行伸缩，设计复杂度高，实现难度大。为解决该问题，文章提出不改变模糊控制器内部的论域，只改变模糊控制器的输入输出进而达到等效变论域效果的控制策略。同时针对目前论域伸缩的方法仅适用于原点对称论域的局限性，提出一种非原点对称论域内变量伸缩后位置的确定方法。以一种采用伺服电机和滚珠丝杠为传动机构的系统为例，设计了等效变论域模糊PID控制器。通过Matlab/Simulink仿真对比实验验证了等效变论域模糊PID控制器的可行性，并证明相较于传统模糊PID控制器、PID控制器和传统变论域模糊PID控制器，等效变论域模糊PID控制器具有更快的响应速度和更强的抗干扰能力，控制性能更佳。

基于可信标识的工业设备全生命周期运维系统研究

常赛科, 孙文磊, 刘志远, 路程, 巴胤竣, 张克战

2023, (11): 82-89, 94. doi: 10.19287/j.mtmt.1005-2402.2023.11.012

摘要 HTML PDF(4659KB)

摘要:
通过分析工业设备全生命周期运维流程及存在的问题，实现工业设备全生命周期运维信息管理。文章提出了一种基于可信标识的工业设备全生命周期运维系统。首先，通过AHP层次分析法计算得出工业设备全生命周期运维系统全流程指标权重值，搭建了工业设备运维质量信息追溯平台；然后，开发了工业设备运维信息追溯系统小程序端；最后，通过对异形游梁式抽油机关键零部件信息追溯进行验证，测得该系统平均查询时间为66.932 ms，能够满足设备运维需求。研究可为工业设备全生命周期运维提供借鉴与参考。

感应淬火机床能量监控系统PLC程序设计

雷钧, 陈志楚, 罗敏

2023, (11): 90-94. doi: 10.19287/j.mtmt.1005-2402.2023.11.013

摘要 HTML PDF(7451KB)

摘要:
文章提出了基于PLC的感应淬火机床能量监控系统方案，给出了上位机与PLC的通信数据内容，设计了PLC相关主程序和循环中断程序，实现了感应加热直流电压和电流采集、标度变换、计算加热时间、加热功率、加热能量、判断报警、启停控制等功能。经现场运行，整个PLC控制程序工作正常，计算准确。

轴承钢球光球机料盘结构优化

袁浩, 吴燕斌, 付天昊, 孙永杰, 孟渝东

2023, (11): 95-100. doi: 10.19287/j.mtmt.1005-2402.2023.11.014

摘要 HTML PDF(4281KB)

摘要:
为了轴承钢球球坯磨削后的整球批圆度均能达到工业所需的球等级，且质量一致性好，优化料盘机构以实现对光球机连续、均匀、完全上料。通过对球坯在料盘内的运动情况进行分析，得到了影响球坯下料均匀性以及连续性的两个关键因素：运料盘和挡球板的倾斜角。通过EDEM软件离散元方法仿真分析了各因素对球坯上料均匀性以及连续性的影响，得到了钢球上料效果的最佳组合参数：运料盘坡度为8°、挡球板倾斜度为40°。上料机构在此组合参数下进行实验，发现出球口处无钢球堆积，料盘机构上料的均匀性、完全性效果好，满足使用要求。

基于装夹布局的环形薄壁零件柔性夹具研究

韩军, 沈伟东, 赵震尧, 董冰洋, 邵帅, 庞楠楠

2023, (11): 101-106. doi: 10.19287/j.mtmt.1005-2402.2023.11.015

摘要 HTML PDF(2273KB)

摘要:
薄壁零件在航空航天、电子通信和汽车工业等领域得到广泛应用。影响零件加工变形的因素有装夹方式、切削参数和零件内部残余应力等，可通过选用合适的切削参数和夹具等方式减少零件变形。夹具是影响薄壁零件变形的主要因素之一，但设计和制造缺乏科学理论指导，无法预测性能。针对某环形薄壁零件在装夹时因不合理的装夹方式导致零件装夹变形过大，研发一款能够抑制该零件变形的专用夹具，计算零件的约束力，使用有限元软件仿真分析了不同装夹布局对零件变形的影响；分析专用夹具的工作原理和夹具行程；制定加工工序，进行了实际加工。研究表明：采用专用装夹布局，使零件的最大变形量控制在0.05 mm以内，对零件精度提高具有重要意义。

融合正逆程特征的GRU神经网络关节迟滞特性建模研究

党选举, 张一晨

2023, (11): 107-115. doi: 10.19287/j.mtmt.1005-2402.2023.11.016

摘要 HTML PDF(3480KB)

摘要:
针对未配置负载转矩传感器的低成本轻型工业机器人柔性关节复杂迟滞特性的高精度建模问题，文章以电机驱动电流间接反映负载转矩的变化，采用驱动电流-扭转角之间的关系描述柔性关节迟滞特性，提出了一种融合正、逆程特征的GRU神经网络迟滞模型。将关节迟滞特性中正、逆程特有的特征融入GRU神经网络迟滞模型中，利用基于卡尔曼滤波的电流增量，提取正程和逆程的特征，描述电流-扭转角迟滞特性中正、逆程所表现出的多值特性。将历史预测结果作为新信息输入模型，构造具有记忆能力和非线性映射能力的动态GRU神经网络迟滞模型。实验结果验证了所提出的柔性关节迟滞模型具有良好的预测能力和较高的模型精度。

数控机床加工一致性评价方法研究

李丹丹, 王军见, 赵钦志, 边亚超, 崔英杰, 胡裕

2023, (11): 116-122. doi: 10.19287/j.mtmt.1005-2402.2023.11.017

摘要 HTML PDF(924KB)

摘要:
根据加工一致性的内涵，文章提出了运用技术指标波动度评价数控机床加工一致性的方法，对绝对波动法和相对波动法进行了详细推导和计算。首先，针对实际加工精度包含多项指标的情况，建立了多指标评价模型，运用CRITIC赋值法进行无量纲化处理，计算相关系数矩阵和信息量，确定各指标的客观权重，然后将各指标波动度加权求和，获取综合一致性评价结果。然后为验证所研究评价方法的可行性，对某数控机床进行一致性研究，选取了典型加工件多项关键精度指标，评估了单项指标的波动度及多项指标的综合一致性，提出了面向不同精度指标的不同适用方法。最后总结了数控机床加工一致性评价规则，为评价同类型机床产品加工一致性的水平提供了统一的定量评价方法。

高速铣削20CrMnTi淬硬钢切削力的试验研究

赵浩男, 金成哲, 张文瑞

2023, (11): 123-128. doi: 10.19287/j.mtmt.1005-2402.2023.11.018

摘要 HTML PDF(3119KB)

摘要:
为了研究切削参数对高速铣削20CrMnTi淬硬钢切削力的影响规律，文章采用正交试验法，进行了高速铣削加工试验，将采集到的原始数据进行处理，并对数据结果进行极差分析，得出了切削参数对铣削力影响程度及最优切削参数，并且通过采用单因素试验法得出切削参数对切削力的影响规律。研究结果表明：铣削深度是影响铣削加工淬硬钢试验时X方向切削力F_x的首要因素，对其影响相对较小的是每齿进给量，对其影响最小的是切削速度；而对于Y方向切削力F_y，铣削深度影响最大，其次是切削速度，每齿进给量影响最小。当切削速度由小变大时，切削力F_x和F_y随着速度的增加而减小；当每齿进给量从0.05 mm/z增至0.13 mm/z 时，切削力F_x和F_y呈上升趋势；切削力F_y随着铣削深度增大而迅速增加，切削力F_x虽然也呈上升趋势，但增长速率低于F_y。

车齿工艺主切削力预测与工艺参数优化

阳国万, 温子进, 陈永鹏

2023, (11): 129-136. doi: 10.19287/j.mtmt.1005-2402.2023.11.019

摘要 HTML PDF(1942KB)

摘要:
以车齿工艺为研究对象，研究其切削力的变化规律，并对切削力进行预测优化，提出一种优化工艺的参数控制方法。首先，根据车齿工艺运动学原理，建立了工件齿轮和车齿刀具实体模型，通过仿真实验得到了单刀齿切削过程中切削力的响应数据；其次，采用响应曲面法建立了主切削力预测模型，并分析了切削速度、进给量和刀具与工件间轴交角三项工艺参数对主切削力的影响规律；最后，以主切削力为约束条件，以最高加工效率为目标，基于遗传算法对工艺参数进行优化。结果表明：对主切削力影响最大的单工艺参数与多元工艺参数分别为进给量与进给量–轴交角，并且优化预测值与仿真结果之间误差在合理范围内，验证了预测模型的有效性。研究方法与结果为提高车齿工艺加工质量与刀具寿命等提供了重要参考。

平面磨削淬硬GCr15轴承钢变质层形成规律实验研究

郭吉恩

2023, (11): 137-140, 160. doi: 10.19287/j.mtmt.1005-2402.2023.11.020

摘要 HTML PDF(2161KB)

摘要:
淬硬轴承钢磨削过程中产生的变质层对零件使用性能有直接影响。为提高轴承零件的加工质量和加工效率，文章开展了平面磨削淬硬GCr15轴承钢变质层形成规律的实验研究，研究了磨削参数对磨削过程中磨削力、磨削温度和变质层厚度的影响，观测了变质层组织，探究了变质层的显微硬度的变化规律。研究结果表明：磨削力和磨削温度随着切深的增大而增大，冷却方式对切向磨削力有显著影响；磨削过程的升温速率高达104 ℃ /s，降温速率也达到103 ℃ /s；温度是影响变质层形成的主要因素，暗层厚度随着温度升高而增大，高温是白层形成的必要条件，磨削温度超过名义相变温度（745 ℃ ）后白层厚度出现突增，暗层与白层的厚度之比大于4；白层硬度高于基体，表层硬度随着切深的增大而增大，最高硬度达到1 057 HV，而暗层发生了软化，最低硬度仅为492 HV。

蜗杆砂轮磨削齿面纹理主动调控方法研究

田晓青, 武众磊, 唐建平, 游通飞, 韩江, 夏链

2023, (11): 141-147. doi: 10.19287/j.mtmt.1005-2402.2023.11.021

摘要 HTML PDF(2198KB)

摘要:
齿轮在磨削过程中会产生规则的、沿齿向方向相互平行的齿面纹理，更容易造成大的齿轮啮合噪声。针对该问题，提出了一种基于柔性电子齿轮箱多轴同步附加运动的齿面纹理主动调控方法。首先，建立齿面和砂轮表面数学模型以及齿面纹理角度模型；其次，对运动轴施加附加运动，建立齿面纹理角度与附加运动多项式系数的关系；然后，采用敏感度矩阵结合最小二乘估计确定运动轴附加运动多项式系数，获得目标纹理角度；最后，对运动轴附加运动后的磨齿齿面纹理进行仿真，并与常规加工和采用低噪声偏移（low noise shifting）技术生成的纹理进行比较。仿真结果表明，运动轴附加运动的方法可以获得倾斜不规则的磨齿齿面纹理，证明了这种方法的可行性。

工艺参数对SLM成形NiTi合金致密度与裂纹缺陷的影响

徐晨, 李志永, 张威, 郑府, 柴明霞

2023, (11): 148-153. doi: 10.19287/j.mtmt.1005-2402.2023.11.022

摘要 HTML PDF(1819KB)

摘要:
文章通过全因素试验探究了激光选区熔化技术（SLM）中激光功率和扫描速度对NiTi合金试样致密度及裂纹缺陷的影响规律，通过体能量密度综合评判了工艺参数对成形质量的影响。结果表明，随着体能量密度增大，致密度呈先增后减的趋势，试样表面出现由微观裂纹缺陷到无缺陷再到宏观裂纹缺陷的变化。当体能量密度处于75 J/mm³至95 J/mm³之间时，致密度维持在99.7%以上；随着激光功率的增大或扫描速度减小，试样致密度整体呈先增后减趋势；通过探究体能量密度相同时激光功率和扫描速度对样件成形质量的影响，发现激光功率大于等于270 W、扫描速度大于等于900 mm/s或激光功率小于等于90 W、扫描速度小于等于300 mm/s时，试样致密度均低于99.5%，出现匙孔和微裂纹；激光功率为180 W，扫描速度为600 mm/s时致密度则高于99.5%，无明显缺陷。

基于CCD的立式五轴机床滑枕多目标优化

王松明, 廖映华, 李磊, 廖鑫宇, 李坤

2023, (11): 154-160. doi: 10.19287/j.mtmt.1005-2402.2023.11.023

摘要 HTML PDF(2228KB)

摘要:
滑枕对立式五轴机床的加工精度有显著影响，为了提高滑枕静动态特性，结合滑枕筋板布置，提出了一种基于中心组合设计（central composite design，CCD）的多目标遗传算法优化。在原滑枕结构基础上，设计出5种不同筋板布置结构，在SolidWorks中建立参数化模型，以总变形量、1 阶固有频率和质量作为评价指标。在Workbench中进行静力学与模态分析，对有限元仿真数据综合分析选出井型结构作为优选方案，利用灵敏度分析得出敏感尺寸进行中心组合设计，在Design-Expert中得出试验点的响应值，搭建响应面模型，并对井型滑枕进行多目标优化。优化结果表明：滑枕在总质量增加3.32%的情况下，其最大总变形减小23.25%，一阶固有频率提高10.89%。

立加机床主轴轴线几何精度优化

李磊, 胥云, 王松明, 张加虎, 陈婷

2023, (11): 161-165. doi: 10.19287/j.mtmt.1005-2402.2023.11.024

摘要 HTML PDF(1619KB)

摘要:
为了提高立式加工中心主轴轴线的几何精度，提出一种结构补偿方案，即对整机进行有限元分析，获得装配后主轴轴线的几何误差，通过调整立柱预倾角、主轴箱与立柱导轨之间的包容比尺寸，达到减小主轴轴线和X、Y轴线运动间的垂直度误差和Z轴线运动间的平行度误差的目的。以某型号立式加工中心为例，将立柱底部结合面斜度以及主轴箱包容比尺寸作为设计变量，采用拉丁超立方抽样方法选取样本点，根据样本点数据构建主轴轴线几何精度响应面函数模型，利用多目标遗传算法进行寻优。结果表明，采用优化后的设计方案，主轴轴线对于X、Y轴线间的垂直度误差和Z轴线运动间的平行度误差均有所减小，达到优化目的。

内斜齿轮磨削加工误差在线监测与补偿

浮文华, 王会良, 蒋闯

2023, (11): 166-171. doi: 10.19287/j.mtmt.1005-2402.2023.11.025

摘要 HTML PDF(4078KB)

摘要:
以数控机床磨削内斜齿轮为研究对象，研究在磨削过程中存在的加工误差及补偿问题。首先，通过齐次坐标变换原理，推导出工件到刀具之间存在误差的齐次坐标变换矩阵，得出加工过程中的几何误差模型；其次，利用内置信号同步采集方法，实现机床加工误差在线监测，并通过软件补偿原理对主要误差源进行补偿；最后，通过齿轮检测仪，对误差补偿前、后齿面进行检测，补偿后的齿面误差有所减小。该实验为提高机床加工精度的研究提供了数据理论支撑。

不同支撑方式的滚珠丝杠进给系统静/动刚度分析

冯裕海, 苏芳, 赵聪, 王晨升

2023, (11): 172-179. doi: 10.19287/j.mtmt.1005-2402.2023.11.026

摘要 HTML PDF(1994KB)

摘要:
滚珠丝杠进给系统是数控机床的重要组成部分，其静/动刚度对机床性能和稳定性有重要影响。在工作过程中，滚珠丝杠进给系统的静/动刚度随行程变化而变化。为研究不同支撑方式的滚珠丝杠进给系统静/动刚度特性，采用集中参数法，搭建系统动力学模型，开展行程范围内系统静/动刚度变化规律研究，并关注工件的质量和放置位置对系统静/动刚度的影响。结果显示：负行程中，随着行程增加，两端固定支撑的系统静/动刚度先减小后增大；一端固定一端浮动支撑方式的系统静/动刚度持续减小，且两者相比，两端固定支撑的系统动刚度对工件的质量和放置位置更为敏感，即固有频率变化相对较大。结果可用于指导滚珠丝杠进给系统的优化设计以及工作过程中工件的质量和放置位置的选择。

精密磨床电主轴静压滑动轴承的设计和优化研究

韩少燕, 曹阳, 贾谦, 韩海燕, 李晓

2023, (11): 180-185. doi: 10.19287/j.mtmt.1005-2402.2023.11.027

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摘要:
针对磨削精度的提升问题，对精密磨床电主轴静压支撑轴承进行设计和优化。设计的静压轴承为四油腔结构，节流方式为小孔节流，主要的设计参数包括节流比、半径间隙、回油槽宽度和封油面宽度等。建立了小孔节流静压滑动轴承的刚度计算模型，分析了节流比、半径间隙、回油槽宽度和封油面宽度对静压轴承支撑刚度的影响。采用正交实验的方法对轴承的节流比、半径间隙、回油槽宽度和封油面宽度进行优化设计，并通过极差分析获得以上四项参数对轴承刚度影响的主次顺序，从而获得最优的参数组合。研究结果表明：为半径间隙0.04 mm，小孔节流比为1.8，回油槽宽度为12 mm，封油面宽度为20 mm，此时轴承的油膜刚度为最大值。文章的研究成果可为提升高精密加工机床的精度提供参考。

试验台支承对滑动轴承动特性系数识别精度的影响研究

徐帆, 唐杰, 陈润霖, 杜辰, 崔亚辉, 刘凯

2023, (11): 186-192. doi: 10.19287/j.mtmt.1005-2402.2023.11.028

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摘要:
滑动轴承动特性测试精度的影响因素众多，其中试验台支承参数是重要影响因素之一。文章以某倒置式动特性测试试验台为研究对象，分析试验台的支承参数对滑动轴承动特性测试精度的影响规律。基于轴承动力学正反问题，采用仿真方法模拟滑动轴承动特性测试过程，提出滑动轴承动特性识别精度的评估方法。考虑不同激振频率条件，重点研究试验台支承刚度和支承阻尼对滑动轴承的主刚度和主阻尼等动特性参数识别精度的影响规律，并根据分析结果确定合理的激振频率和支承参数的取值范围。研究表明：针对本文研究的倒置式轴承动特性试验台，激振频率建议取30～280 Hz，支承刚度应当大于被测轴承的刚度，且支承刚度越大，轴承动特性识别精度越好；而支承阻尼的取值几乎不影响识别精度。

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2023年第11期

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