技术总结报告精选.pptVIP

精密滚珠丝杠磨削热变形误差及其数字化加工补偿技术的研究 技术总结报告 山东建筑大学 济宁博特精密丝杠制造有限公司 2007.12 技术总结报告主要内容 课题的提出与国内外研究状况 图2 日本东京大学采用的激光反馈螺纹磨床补偿校正系统框图 图3：华中科技大学与汉江机床厂采用的补偿系统 课题研究的主要内容 1、丝杠磨削加工中误差产生的原因及其分析。 关键技术及其解决方法 结论 影响丝杠螺距精度的误差因素很多，但其中最主要的有以下几个方面：①机床的静态误差；②机床与工件的热变形误差；③机床与工件的力变形误差。 在这些因素当中，有些因素是不变的，如机床的静态误差，其中机床母丝杠的螺距误差是影响机床传动精度的主要因素，有些误差因素是可变的，如热变形和力变形误差，它们的变化规律比较复杂，合理的加工工艺将有效地减少这些可变因素带来的螺距误差。 2、丝杠热变形规律的研究及热变形误差补偿方法 图11 轴向温度分布及热伸长图 图12 径向温度分布 图13 换热系数对温度及热伸长的影响 数字化误差补偿控制系统的研制 激光反馈螺纹磨床补偿控制照片 螺纹磨床数字化改造实物照片 补偿控制仪器操作面板照片 主要结论与研究成果 1、建立了丝杠磨削过程中温度场的有限元分析计算模型，对理论计算的数据进行了分析。在此基础上分析了温升和工件热变形的关系。在对丝杠磨削时的热伸长进行实时补偿控制时，提出了一种实时测量、预报计算丝杠热伸长的方法。 3. 研制了步进电机控制的误差校正机构，对其动态特性及步进电机不失步运行频率进行了分析,并利用可编程计数器设计了一种智能型步进电机控制接口电路。设计制作了双泵循环恒温冷却控制装置，使冷却液的温度变化控制在±0.50C以内，有效地减少了工件热变形的产生。 4、同企业的技术人员紧密合作,先后对厂内的五台螺纹磨床进行了数字化改造。经过两年多的生产加工使用表明，采用补偿系统后，丝杠的磨削加工精度比原来提高1－2个精度等级,能实现2级（原C级）高精度滚珠丝杠的磨削加工。 存在问题及努力方向 1. 对工件热变形的规律及补偿方法进行更深入的研究, 将精密滚珠丝杠的磨削加工工艺和滚珠丝杠的结构设计结合起来进行研究, 进一步减少工件磨削过程中的热变形误差。 * * 二、课题研究的主要内容与 关键技术的解决方法 三、主要研究成果与存在问题 一、课题的提出与国内外研究状况 激光干涉仪 分频器 比相计 误差方向判别 环形分配器 分频器 功放 脉冲发生器 图1 北京机床所 激光测量反馈校正系统原理框图 研究机床、刀具（砂轮）、工件及采用的磨削工艺等方面所产生的误 差对磨削精度，特别是丝杠的螺距精度的影响 2、丝杠热变形规律的研究及热变形误差补偿方法。 从理论上分析丝杠工件磨削过程中温度及热变形变化规律，分析、建立 基于实测方法来预报热变形补偿量。 3、数字化误差补偿控制系统的研制。 研究设计控制算法简单、操作方便、满足生产条件下操作需要的数字化补偿控制系统。包括硬件制作及软件设计，完善系统的实际可操作性及可靠性。 1、精密丝杠磨削加工误差的分析 有限元计算的磨削点处的温度曲线图 2. 研制开发了以8位单片微机为控制核心的滚珠丝杠螺距误差数字化补偿控制系统，利用所建立的工件热变形预报模型对补偿控制误差进行实时的简化计算，修改、刷新“误差数据表”。设计满足生产现场操作使用、控制实时性好、可靠性高的智能控制系统。 2．完善补偿控制系统的功能，开发新型的、带有网络接口的、能够和现有数控系统相结合的补偿控制系统，实现基于网络接口的加工过程误差补偿控制。 * * *