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国外磨床圆度检测技术应用研究现状
发布时间:2015-03-10   点击次数:727次

    随着科学技术的发展,对于机械加工和几何量测量的精度要求迅速提高,进入纳米时代的今天,仅仅依靠提高机床本身的精度来满足日益精密零部件的加工已经不能满足发展的要求,对机床加工过程的检测特别是在线检测提出了更高的要求。近年来计算机技术有了日新月异的发展,在加工中的应用使工件误差的在线检测、误差分析、数据处理及实时反馈控制得以实现,加上传感器技术的进步与测试方法的发展大幅度提高了机械加工过程中的信号采集和测试精度,这些都为误差测量及补偿技术的运用提供了更为广阔的前景。

   圆度误差是指回转体的同一正截面上实际轮廓对其理想圆的变动量,机械零件回转表面轮廓的圆度误差对机器和仪器的功能有直接的影响,它是高精度回转体零件的一项重要精度指标,也是检验回转体类零件加工质量的重要指标之一。圆度误差直接影响着零部件的配合精度,旋转精度,摩擦,振动,噪声等,因而高精度回转零件对圆度误差提出了越来越高的要求。

   1980年美国威斯康新大学吴教授首先在磨削加工中实施DDS方法补偿工件的圆度误差取得成功。他们在普通磨床上增加一个标准原判作为磨床主轴运动时的测量基准,同时增加用于测量转角的同步感应器,利用液压部件作为砂轮进给运动的补偿元件。之后又在镗床和铣床上作了类似的研究,并在1989年的CIRP年会上作了详细的阐述,其利用补偿加工技术使工件的圆度误差从0.74pm减少到0.375um,同时使其圆柱度误差改善了56%~64%。日本东京大学采用多测头方法,借助光学传感器测量工件的圆度;英国开发了一种精密圆度测量系统,实现了轴对称物体表面的非接触式圆度测量仪。韩国釜山国立大学,采用卡尔曼滤波方法测量圆度误差,有效地提高了外圆磨削中轴类工件的精度。以上这些研究只能用于离线状况或常规磨削中的在线检测,而意大利马波斯公司研制了采用V型定位块中间加一个测量传感器的结构的在线检测装置。它能应用在非圆磨削中。在非圆磨削过程中,曲轴颈直径由大变小,v型定位块和传感器与曲轴颈表面接触的三点决定了一系列圆,通过对该系列圆直径的相对测量来完成磨削加工的控制。这种测量方式可以完成几何尺寸的测量,但是必须通过离线检测才能较完整地分离主轴的系统误差和圆度误差,因此不能在工件一次安装条件下实现曲轴颈圆度误差的实时检测和控制。

    意大利MPAROSS公司开发的在线检测装置一一向lal的示意图,它是一种被动式的在线跟踪检测装置。在这种结构中,检测的基准依靠测量装置前部的v型块,也就是说这时测量的基准是被测型面本身,于是该型面上存在的误差就被带入测量结果,而且无法有效地分离。同时这种测量方法无法得到理论意义上的圆度。但它能完成直径的测量工作,并能通过直径的测量完成对磨削加工的控制。但在实际应用中,得到理论意义的圆度对于整个磨削过程的控制与调整是十分重要的,其最终将提高力fl-r的精度与效率。所以这种测量方法有待迸一步完善提高。

 

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