车床磨床岗位职责

关键词：

车床磨床岗位职责（共10篇）

篇1：车床磨床岗位职责

1.严格按照安全要求及操作作业指导书和操作规范进行操作，确保工作安全、有序地开展。

2.正确合理使用设备，并按时进行维护保养。

3.正确合理使用易耗品，合理有效使用工装及量具。

篇2：车床磨床岗位职责

1.根据零件图所规定的工件形状和尺寸、材料、技术要求进行工艺程序的设计与计算(包括加工顺序、刀具与工件相对运动轨迹、距离和进给速度等)，输入到数控车床的数控系统。

2.数控车床自动生产出产品后，使用测量检测仪器，对有精度误差的产品进行误差补偿。

3.排除数控车床使用过程中的各种故障，进行日常的车床维护和保养。

篇3：车床磨床岗位职责

一、数控车床编程与加工当前的教学问题

( 一) 教材剥离现有设备

数控编程教材具有通用性和针对性。例如, 在企业中, 数控机床十分常用, 主要讲述数控指令与实际操作。但学校购置的教学设备在型号等方面与教材存在出入, 教学实践活动背离教学内容。

( 二) 课程脱离现实需求

在具体的教学实践中, 学生学习的数控机床与相应系统具有单一性, 然而, 当学生毕业进入企业后, 将会接触不同类型的数控系统, 产生陌生感, 无法满足岗位要求。

( 三) 数控设备短缺

因经费的制约, 数控设备存在短缺的问题, 类型单一, 学校提供的设备、教材背离企业设备。但因数控系统种类的不同, 编程手段和机床操作存在差异。权衡数控车床实训过程的安全性与设备损耗, 一般都是在教师的监督下实现实训目标, 学生实训时间紧张, 在实习过程以及就业时无法完全掌握数控编程, 在综合操作中也存在不足, 使得学生表现出操作技能不高、综合职业能力低下、不熟练等问题, 无法真正胜任现实岗位。

二、课程教学改革举措

( 一) 围绕岗位能力培养合理设计教学项目

以提升课程教学的有效性、实践性和可行性, 让教学内容符合职业岗位要求、增强实践技能为原则, 规范开展课程教学活动。参照数控技术岗位设立的具体的任职标准与职业岗位群, 结合岗位需求, 坚持学生的主体性, 借助项目与任务, 从学生自身的情况与当下的教学条件出发, 重新设计课程内容, 依托工作过程, 科学设计教学内容, 在实践教学活动中合理渗透理论教学。

( 二) 采用理论、实践综合性教学

数控车床编程与加工应用理论、实践集约化教学, 可以同步开展教学工作, 一边学习, 一边实践, 优化课堂教学, 改善实践教学, 强调动手操作能力以及职业素质的锻炼、培养, 全面调动学习积极性, 刺激学习欲望。

例如, 在数控车削加工与仿真教学中, 主要任务内容为:编制基础加工工艺;设计基础的加工程序;可利用仿真加工软件对相应程序进行校验;可合理安装工件, 科学布设道具, 规范开展数控车床对刀工序;合理导入加工工序实施自动加工;全面检验加工质量。参照任务要求, 科学设计实施步骤。

1.编制加工工艺

教师公布项目任务, 逐一发放项目任务书, 认真讲解, 而学生应深入研究阅读任务书、全面分析零件图, 广泛查阅资料, 规范填写相应的工艺卡片;

2.设计加工程序

教师应完整阐述数控编程格式、清晰讲授加工指标, 学生则应以此为基础, 规范设计加工程序;

3.仿真加工

教师应直观演示加工步骤, 合理讲解, 然后学生通过仿真加工软件开展虚拟加工, 实施程序调试;

4.操作活动

教师直观演示操作规范, 严格检查实际准备情况。而学生应规范安装道具、合理装设工件、认真对刀, 最终实现零件自动加工;

5.零件检测

学生借助量具开展零件检测工作, 规范填写相应的检测结果;

6.评价概括

教师应全面、系统评价小组操作实践, 恰当填写考核结果明细单, 通过讨论、分析和概括, 得到改进意见, 彻底清扫机床。

( 三) 编制完整的考核评价指标

在考核模式与方法上, 深入研究教学目标控制以及过程管理的适宜方法, 在原有笔试考核的基础上进行有效调整。依据项目进程逐步开展考核工作, 达到教学项目的全面控制与动态管理。在课程考核中, 灵活应用过程以及终结性考核, 并依照适宜比例科学计入整体课程成绩中。

三、教学效果剖析

对数控车床编程与加工进行教学改革, 不仅满足学生的实际学习特点, 还强调操作技能锻炼与实训, 具有一定的目的性和可行性, 与现实岗位相符, 学生既能学习理论知识, 还可进行实习操作, 在增强实践技能的同时, 提升应用能力、培养团队协作能力、锻炼自学能力, 促进综合素质的提高, 教学效果十分明显。另外, 该教学改革借助具体的机床操作可培养岗位操作技能, 并可通过仿真加工增强学生的认识、开拓视野, 使学生利用在校学习时间了解不同的数控系统, 掌握各种机床类型。经由多年、长期的跟踪调查发现, 实施教学改革后, 学生自身的社会适应能力得到显著提升, 就业质量大幅改善。

四、结束语

数控车床编程与加工在数控专业教学中占据着核心地位, 内容较多, 且具有实用性。在当下以及未来, 我们应围绕岗位能力培养, 结合教学实际, 合理开展教学改革, 积极创新, 合理优化, 切实提升数控人才质量。

参考文献

[1]陈文涛.以岗位能力培养为核心的数控车床编程与加工教学改革[J].长春教育学院学报, 2014.29 (18) :134-135

[2]孟宝星.数控车床加工编程与操作教学改革实践[J].科技信息, 2013 (31) :803.808

篇4：车床磨床岗位职责

【关键词】岗位能力；数控车床编程与加工；教学改革

数控车床编程与加工作为数控专业的主要内容，具有一定的实践性。随着数控技术的升级改进，制造业愈发重视数控人才，相关人才需求显著增加，然而，现阶段，大部分院校在数控专业教学中却表现出了不足性，所培养学生与企业的标准存在差距，岗位适应能力不强。

一、数控车床编程与加工当前的教学问题

（一）教材剥离现有设备

数控编程教材具有通用性和针对性。例如，在企业中，数控机床十分常用，主要讲述数控指令与实际操作。但学校购置的教学设备在型号等方面与教材存在出入，教学实践活动背离教学内容。

（二）课程脱离现实需求

在具体的教学实践中，学生学习的数控机床与相应系统具有单一性，然而，当学生毕业进入企业后，将会接触不同类型的数控系统，产生陌生感，无法满足岗位要求。

（三）数控设备短缺

因经费的制约，数控设备存在短缺的问题，类型单一，学校提供的设备、教材背离企业设备。但因数控系统种类的不同，编程手段和机床操作存在差异。权衡数控车床实训过程的安全性与设备损耗，一般都是在教师的监督下实现实训目标，学生实训时间紧张，在实习过程以及就业时无法完全掌握数控编程，在综合操作中也存在不足，使得学生表现出操作技能不高、综合职业能力低下、不熟练等问题，无法真正胜任现实岗位。

二、课程教学改革举措

（一）围绕岗位能力培养合理设计教学项目

以提升课程教学的有效性、实践性和可行性，让教学内容符合职业岗位要求、增强实践技能为原则，规范开展课程教学活动。参照数控技术岗位设立的具体的任职标准与职业岗位群，结合岗位需求，坚持学生的主体性，借助项目与任务，从学生自身的情况与当下的教学条件出发，重新设计课程内容，依托工作过程，科学设计教学内容，在实践教学活动中合理渗透理论教学。

（二）采用理论、实践综合性教学

数控车床编程与加工应用理论、实践集约化教学，可以同步开展教学工作，一边学习，一边实践，优化课堂教学，改善实践教学，强调动手操作能力以及职业素质的锻炼、培养，全面调动学习积极性，刺激学习欲望。

例如，在数控车削加工与仿真教学中，主要任务内容为：编制基础加工工艺；设计基础的加工程序；可利用仿真加工软件对相应程序进行校验；可合理安装工件，科学布设道具，规范开展数控车床对刀工序；合理导入加工工序实施自动加工；全面检验加工质量。参照任务要求，科学设计实施步骤。

1.编制加工工艺

教师公布项目任务，逐一发放项目任务书，认真讲解，而学生应深入研究阅读任务书、全面分析零件图，广泛查阅资料，规范填写相应的工艺卡片；

2.设计加工程序

教师应完整阐述数控编程格式、清晰讲授加工指标，学生则应以此为基础，规范设计加工程序；

3.仿真加工

教师应直观演示加工步骤，合理讲解，然后学生通过仿真加工软件开展虚拟加工，实施程序调试；

4.操作活动

教师直观演示操作规范，严格检查实际准备情况。而学生应规范安装道具、合理装设工件、认真对刀，最终实现零件自动加工；

5.零件检测

学生借助量具开展零件检测工作，规范填写相应的检测结果；

6.评价概括

教师应全面、系统评价小组操作实践，恰当填写考核结果明细单，通过讨论、分析和概括，得到改进意见，彻底清扫机床。

（三）编制完整的考核评价指标

在考核模式与方法上，深入研究教学目标控制以及过程管理的适宜方法，在原有笔试考核的基础上进行有效调整。依据项目进程逐步开展考核工作，达到教学项目的全面控制与动态管理。在课程考核中，灵活应用过程以及终结性考核，并依照适宜比例科学计入整体课程成绩中。

三、教学效果剖析

对数控车床编程与加工进行教学改革，不仅满足学生的实际学习特点，还强调操作技能锻炼与实训，具有一定的目的性和可行性，与现实岗位相符，学生既能学习理论知识，还可进行实习操作，在增强实践技能的同时，提升应用能力、培养团队协作能力、锻炼自学能力，促进综合素质的提高，教学效果十分明显。另外，该教学改革借助具体的机床操作可培养岗位操作技能，并可通过仿真加工增强学生的认识、开拓视野，使学生利用在校学习时间了解不同的数控系统，掌握各种机床类型。经由多年、长期的跟踪调查发现，实施教学改革后，学生自身的社会适应能力得到显著提升，就业质量大幅改善。

四、结束语

数控车床编程与加工在数控专业教学中占据着核心地位，内容较多，且具有实用性。在当下以及未来，我们应围绕岗位能力培养，结合教学实际，合理开展教学改革，积极创新，合理优化，切实提升数控人才质量。

【參考文献】

[1]陈文涛.以岗位能力培养为核心的数控车床编程与加工教学改革[J].长春教育学院学报，2014.29（18）：134-135

[2]孟宝星.数控车床加工编程与操作教学改革实践[J].科技信息，2013（31）：803.808

篇5：轴承专用磨床改造

3MZ136A全自动球轴承内圈沟磨床是用于加工单列球轴承内圈沟道的专用机床, 磨削孔径Φ10~60mm, 磨削最大宽度35mm。为适应轴承市场产品需求, 本着节约的原则, 对该磨床进行了改造, 使其能进行调心滚子轴承、调心球轴承、双沟球轴承和短圆柱滚子轴承内圈的加工。针对这4种系列轴承内孔形状, 设计了一套金刚石滚轮砂轮修整器, 把原来修整砂轮用的金刚笔, 改成高精度的金刚石滚轮, 根据产品的形状分别设计金刚石滚轮修整器, 利用其对砂轮进行修整, 以满足轴承内圈表面成形修整、一次切入磨削的工艺要求。同时还对机床原液压系统、机械传动、电气系统等也进行了相应的改进。

改造后的磨床实现了一机多用, 既能加工方沟, 又能加工双沟。只要根据产品形状, 设计新的金刚石滚轮就能加工各种异形表面轴承内圈。解决了调心滚子轴承、调心球轴承、双沟球轴承和短圆柱滚子轴承加工中的主要技术难点, 投入使用后效果良好。

篇6：双柱立式车铣磨床制造理念

1.主要结构及性能

1.1主传动机构

主传动由直流电机驱动，采用可控硅无级调速，经二级齿轮传动，实现工作台所需转速。变速是通过液压缸推动拨叉带动齿轮移动来实现的。

1.2进给机构

分为水平方向进给和垂直方向进给。右刀架水平、垂直运动均由交流伺服电机驱动，经齿轮、丝杠副传动实现刀架水平、垂直运动。

1.3龙门架

由左右立柱、连接梁、工作台等组成，龙门架与地基相连组成封闭的对称框架。在立柱上部装有升降箱，由双轴伸交流电机驱动，经斜齿、蜗杆蜗轮、丝杠副传动，使横梁在立柱上作垂直运动，并设有横梁等高微调机构。

1.4工作台

采用恒流静压导轨，由多点齿轮分配器供油，轴向采用推力轴承预紧，保证主轴平稳工作。导轨装有三点油膜电测厚装置，当油膜厚度小于规定值时，机床发出报警。工作台主轴装有高精度双列短圆柱滚子轴承来保证工作台径向跳动。

1.5横梁

横梁置于立柱前，由双轴伸交流电机驱动，经齿轮、蜗杆蜗轮、丝杠副传动，使横梁在立柱上作垂直运动。横梁后面有四个液压夹紧点。横梁右端装有右刀架的水平进给箱和可随横梁移动的走台。

1.6垂直刀架

右刀架为数控刀架，水平、垂直运动均由伺服电机驱动，经齿轮、丝杠副传动实现刀架水平、垂直运动。刀架水平、垂直运动采用滑动导轨。水平、垂直方向进给闭环控制。刀架配有液压平衡油缸用以平衡滑枕的重量。

1.7 C轴传动箱

安装在工作台底座上，通过伺服电机构及齿轮的变速，以达到铣削、磨削加工时工作台所需要的转速，用于零件的铣削和磨削。

1.8电主轴铣头

安装在滑枕上用于零件的铣削。

1.9电主轴磨头

安装在滑枕上用于零件的磨削。

2.装配及调试过程

2.1主轴的调整

调整主轴的目的是为了调整主轴轴承间隙，从而保证工作台的几何精度，由于主轴轴承内孔是锥孔，当调整主轴轴承环的轴向位置时能产生径向变形，从而达到调整主轴轴承间隙的目的。

2.1.1径向精度调整

取下端盖，拆下涨套，卸下压盖，松开螺母的螺钉，调整螺母，通过压盖压紧轴承内环，使它在锥形轴径上产生轴向位移，即可满足轴承外环与滚子之间的间隙。

2.1.2轴向精度的调整

为了增加静压导轨的刚度，推力轴承应进行调整。将百分表触头支在工作台端面，当工作台静压导轨达到规定的油压后，调整调整垫，拧紧螺母，使工作台浮升保证在规定数值内。

2.2横梁夹紧机构的调整

横梁上有四个夹紧点，当横梁处于放松状态时，压力油进入油缸，推动活塞，斜铁移动压板放松。油缸体侧面的微动开关此时发出信号，横梁升降电机才能启动。当压力油从另一油管进入油缸，推动活塞，斜铁向另一方向移动，压板夹紧横梁。

2.3横梁水平精度的调整

横梁水平位置是通过横梁与立柱左右两侧面的螺母、丝杠吊在立柱顶面的升降箱上的，两升降箱各伸出一根传动轴与升降电机联接，旋转一根传动轴可使那端横梁升降，从而达到调整横梁精度的目的。

3.切削试验

3.1自车工作台

找正各项精度合格后自车工作台外圆和台面粗糙度均至Ra1.6。

3.2试件切削试验

按设计给定的各种试件进行切削试验。

3.3数控编程加工

对试件进行试切，检测试件的各项精度。

4.成品精度的检验

4.1工作台面的平面度检验

在工作台面的直径线上放一桥板，桥板上放水平仪，紧靠桥板侧面放一平尺，桥板沿平尺等距离移运进行检验。将水平仪读数依次排列画出误差曲线。误差以每条误差曲线上各点对其两端点连线间坐标值的最大差值计。局部误差以任意局部测量长度上相邻两点对其相应曲线的两端点连间坐标值的最大差值计。

经过测量和计算：工作台面的平面度为0.045，小于规定数值0.055，此项精度合格。

4.2工作台面的端面跳动检验

夹紧横梁，固定百分表，使其测头触及工作台边缘与加工时刀具位置成180°处，旋转工作台进行检验，误差以指示器读数的最大代数差值计。

4.3工作台的径向跳动检验

夹紧横梁，固定百分表，使其测头触及工作台外圆柱面上与加工时刀具位置成180°处，旋转工作台进行检验，误差以百分表读数的最大代数差值计。

4.4横梁垂直移动对工作台面的垂直度检验

将检验棒放在工作台中心，旋转工作台找正，百公表固定在横梁上，使其测头触及检验棒表面，移动横梁进行测量。

横梁夹紧后，记录百分表读数，在1000测量长度上记录三个读数。垂直和平行横梁的误差分别计算，误差以指示器读数的最大代数差值计。

4.5垂直刀架移动对工作台面的平行度检验

横梁固定在其行和下部位置，夹紧横梁。在工作台面上，离工作台中心等距离处和横梁平行放两个等高块，等高块上放一平尺。百分表固定在垂直刀架上，使其测头触及平尺检验面，移动刀架检验。

4.6垂直刀架滑枕移动对工作台面的垂直度检验

夹紧横梁，将检验棒放在工作台中心，旋转工作台找正。百分表固定在垂滑枕上，使其测头触及检验棒表面，移动滑枕进行检验。

4.7定位精度、重复定位精度、反向差值检验

检验X轴时，横梁位于其行程下部并夹紧。检验Z轴时，横梁位于能测量滑枕全部行程的最低位置并夹紧。X轴（Z轴）在2000工作行程内设10目标位置，其余行程每250增设一个目标位置。目标位置间的运行速度为1000mm/min。用激光干涉仪，按检验程序，对每个目标位置的正、负运动方向各进行5次阶梯循环测量，测得数据记录在位置精度计算表中，按表逐步计算出各项结果。

5.功能试验、空运转试验、噪音检验、安全与卫生、机床的负荷试验

以上均按设计规定要求进行，结果均达到要求。

篇7：高速磨床整机动态特性研究

磨削加工作为一种高精度加工技术, 在机械加工中发挥着不可替代的作用。高速磨削已经成为现阶段重要的精加工技术, 它是通过提高砂轮的旋转速度和工件的运动速度来达到提高加工效率和改善零件表面质量的目的的。然而, 砂轮的高速运转带来的振动又会导致加工质量的降低, 所以对高速磨床本身的刚度和抗振性提出了更高的要求。分析磨床的振动特性、避免共振和提高刚度已成为高速磨床在设计和改进过程中需要重点考虑的问题。

高速磨床是一个十分复杂的机械系统, 是由各个零部件通过不同的结合方式连接在一起的, 而结合部的性能对整机性能的影响又比较大, 所以, 要提高高速磨床整机的性能, 不仅要对各个零部件进行动态特性分析, 而且更要重视整机及其各个结合部的动态特性的分析与研究。近些年来, 国内对整机和机床结合部的基础参数也进行了研究, 文献[1,2]对磨床整机进行了有限元建模并对其动力学性能进行了分析。文献[3,4,5]较早地对机床固定结合部和导轨结合部的基础参数进行了研究, 但是其理论建模及推导较复杂, 工程应用性不强。

本文利用通用有限元软件对某高速磨床整机进行建模, 结合实验对导轨结合部的基础参数进行反求, 在此基础上对整机进行模态分析, 找到了磨床结构的薄弱环节, 并对其影响因素进行了研究, 提出了改进方案。

1 高速磨床有限元模型的建立

该高速磨床由八大部分组成:床身、砂轮架、主轴系统、砂轮架底座、垫板、工作台、头架以及尾架。该高速磨床的基础件均是采用HT200整体铸造而成。有限元前处理和分析均采用通用有限元软件MSC.PATRAN & NASTRAN。高速磨床整机有限元分析流程如图1所示。

1.1 高速磨床几何模型简化

建立正确有效的有限元模型是进行结构分析及改进的基础。高速凸轮轴磨床具有大型复杂的结构, 想要建立完整精确的有限元模型相当困难, 所以对其几何模型进行一定程度的简化是必要的。如果不进行必要的简化, 会造成有限元模型单元数量巨大、某些单元质量差、模型分析耗时等一系列的问题, 不仅会增加分析成本, 而且分析精度也很难保证。

本文对该高速磨床的几何模型进行了必要的简化, 主要包括:①在不改变模型基本特征的基础上, 忽略倒角、小孔、螺纹退刀槽等小特征;②对出于安装工艺要求而设计的小凸台等结构进行简化;③将结构中用于使磨削液回流的斜角, 比如工作台上的斜面, 简化成平面;④对砂轮主轴子系统进行简化, 忽略轴承和套筒等结构的具体形式, 取而代之的是等效的弹簧阻尼单元。

简化后的高速磨床整机结构如图2所示。

1.2 有限元模型的网格划分

网格划分是有限元分析的第一阶段, 并且是重要的基础步骤。网格质量的好坏直接影响有限元分析结果的精度和可靠性。考虑到高速磨床的结构复杂性, 针对不同的部件选用不同的单元类型和网格密度, 采用手动划分网格和自动划分网格相结合的方法。对于床身这种体积大并且结构复杂的部件, 采用控制网格尺寸自动划分网格的方法, 其中网格的类型选取高阶四面体单元——Tet10, Tet10单元采用高阶积分算法, 比四节点的四面体单元的计算精度要高。对于主轴、工作台和砂轮架底座这种对磨床性能影响较大的重要零件, 采用手工划分网格的方法创建八节点六面体单元, 这样既有利于保证精度又可以提高建模的效率。整机共有215 473个单元。高速凸轮轴磨床的整机有限元模型如图3所示。

1.3 整机模型中的结合部模拟

高速磨床的结合部主要分为两类:螺栓固定结合部和导轨滑动结合部。结合部的接触刚度和接触阻尼对整机的动态特性影响很大, 因此准确分析整机的动态特性的前提是准确地模拟机床的结合部。

床身与垫板是由螺钉连接的, 是典型的固定结合部。在螺钉孔的位置处建立多点约束 (muti-point constraint, MPC) , 然后建立用来模拟螺钉的弹簧阻尼单元, 将螺钉孔处的MPC相连, 限制弹簧阻尼单元X、Y、Z三个方向的自由度。另外, 砂轮架与砂轮架底座、砂轮架底座与垫板、头架与工作台, 以及尾架与工作台都是螺栓固定结合部, 采用相同的方法将其相连。

吉村允孝对机床结合部等效刚度和等效阻尼进行了实验研究, 建立了结合部在不同单位面积正压力和不同结合条件下的等效刚度和等效阻尼数据库[6]。本研究中, 整机中螺栓固定平面结合部的等效刚度参数的确定是通过计算单位面积正压力, 然后在吉村允孝所建立的等效刚度数据库中找到相应值的方法实现的。

工作台与床身之间是导轨滑动结合部, 通过建立一系列的弹簧阻尼单元将工作台和床身相连来模拟其结合部, 并设定相应的等效弹簧刚度来限制其自由度。结合部的基础参数中, 刚度影响结构系统的固有频率和振动幅值, 而阻尼一般不影响结构的固有频率, 由于固有频率和振型是可以通过实验准确得到的, 所以我们对结合部的等效刚度参数进行反求研究, 通过与实验相结合的反求可以较准确地得到结合部等效刚度参数值。

主轴与砂轮架之间的液体静压轴承用三个方向的弹簧阻尼单元来模拟。

1.4 边界条件

床身是通过其底部的垫铁与地面相连接的, 在有限元模型中, 将整机的边界约束条件简化为约束垫铁处对应节点的各个方向的自由度, 具体的约束情况如图3所示。

2 结合部参数的反求

2.1 反求流程

将工程反问题中的估计误差准则和遗传算法相结合, 作为反求结合部基础参数的方法, 即将参数反求过程视为一个对正问题中设计变量的取值范围内进行寻优的过程, 寻找可以满足某误差方程参数值的过程。具体的误差方程如下:

min e= (Yc-Ym) 2 (1)

式中, e为误差值, 当e小于或等于设定的e*值时, 优化迭代结束;Yc为有限元正向计算得到的结果值;Ym为实验测得的相应的结果值。

反求流程如图4所示。

2.2 反求模型的建立

由于影响结合部性能的因素很多, 如配对材料、表面加工方法、结合部间介质的性质以及平均比压等, 所以不同的磨床, 其结合部间基础参数的取值是不一样的, 而且很难用一个显式的函数准确地反映结合部基础参数与系统固有动态特性之间的关系。所以反求模型的建立成为反求结合部基础参数所需要考虑的首要问题。

采用基于回归分析技术和实验设计方法的近似模型方法, 可以将复杂问题的隐式函数关系用显式的多项式形式描述[7], 从而可以建立起以结合部基础参数为自变量、系统动态特性为因变量的模型。另外, 这种建模方式包含了问题的内部因素和外部因素, 简化了求解, 避开了纷繁复杂的理论推导, 有利于在工程应用中推广。

近似模型的建模方法有很多种, 如Kriging函数、径向基函数模型、人工神经网络和二次多项式等响应面建模方法, 但是从模型拟合精度和拟合效率两方面比较来看, 径向基函数模型相比于其他方法更适用于工程实际问题[8]。径向基函数模型是以径向函数为基函数, 通过线性加权插值构造出来的模型。径向函数是以待测点与样本点之间的欧氏距离为自变量的函数。径向基函数模型的表达式如下:

$F (x) = \sum_{i = 1}^{n} λ_{i} ϕ (D_{i})$

Di=‖x-xi‖

式中, λi为权系数;ϕ (Di) 为径向基函数;Di为待测点到样本点的欧氏距离;n为样本点个数;xi表示第i个样本点。

常用的径向基函数形式有:线性基函数、3次型基函数、高斯型基函数等[9]。本文选用形式较为简单的线性基函数, 其表达式为ϕ (D) =cD。

近似模型的近似程度在很大程度上取决于样本点在设计空间的位置分布, 采用实验设计的方法选取样本点, 可以在相对减少实验次数并提高近似模型精度的情况下找到样本点的位置分布。本研究采用拉丁超立方实验设计法, 对床身―工作台结合部X、Y、Z三个方向的刚度参数k1、k2和k3进行取样, 选取34组样本点。

根据这些样本点参数建立相应的有限元模型, 进行模态分析, 得到该系统相应的低阶固有频率, 以此为响应值yi, 利用插值条件p (xi) =yi, 可以确定出径向基函数的权系数λi, 从而建立结合部刚度与系统固有频率的径向基函数近似模型。通过建立的近似模型可以得到式 (1) 中的Yc值。

2.3 实验测试

对床身―工作台系统进行模态实验, 可以获得式 (1) 中用于对比的实验结果值Ym。

采用LMS公司的Test.lab采集系统和分析软件, 通过激振器在床身边缘处施加周期激振力, 分布在床身和工作台上的三坐标加速度传感器接收加速度信号, 利用polymax模态参数识别方法, 通过测试得到了某高速磨床床身―工作台系统的低阶固有频率。实验测试的实物图如图5所示。模态实验结果及振型图如表1和图6所示。

通过对比模态实验的固有频率和模态振型图, 床身―工作台系统三个方向的刚度参数反求的结果为:k1=5.0×107N/mm, k2=7.77×107N/mm, k3=2776N/mm时, 系统的第一阶固有频率为33.02Hz, 与实验结果中第一阶固有频率的对比误差为1%。

3 磨床整机模态分析

模态分析是结构动力学分析的基础, 主要研究结构的固有特性, 包括固有频率和振型, 与载荷和运动状态无关。模态分析可以全面地反映出结构特性, 通过模态分析可以找到磨床结构的薄弱环节和发生共振的频率, 为下一步的动力学分析和结构优化提供基础和依据。

本文采用Lanczos法求取整机的固有频率和相应的振型。Lanczos法具有计算量较小、计算精度较高、适于求解大型特征值问题等特点。

Lanczos法是一种向量逆迭代法和Rayleigh-Ritz法相结合的方法, 其中向量选用的是克瑞劳夫序列中的所有矢量。基本步骤为:选择初始向量, 通过多次逆迭代、正交化和模规则化, 将原来的特征问题转化到Ritz向量空间里, 转变为简单的三对角矩阵特征解问题。求解此三对角矩阵的特征解, 可以根据其与原特征问题的特征解之间的关系, 得出原特征问题的特征解[10]。

对该高速凸轮轴磨床整机进行模态分析, 固有频率和振型结果如表2所示。由于高阶模态的阻尼比较高, 在振动中起到的作用小, 所以表2列出了高速磨床整机前五阶的固有频率值以及其振型描述。前三阶模态的振型如图7所示。

从整机模态分析的固有频率和振型图中, 可以看出:

(1) 对于前三阶模态来讲, 振型分别为垫板及其上部件在X、Z轴方向上的摆动和绕Y轴的扭转。此振动直接影响砂轮在加工过程中的定位, 从而影响磨削的加工质量。从振型动画上可以看出垫板的螺栓固定结合部是结构的薄弱环节, 导致了垫板和床身在振动时的相对位移比较大。可以通过改变垫板的连接方式或是改变连接刚度来改善该结合部的刚度。

(2) 从第四、第五阶模态振型动画上, 可以看出工作台发生了明显的扭转变形, 并且带动了头架和尾架振动。这是由于工作台的上下台面仅依靠两端的螺栓固定, 工作台和床身之间是油膜连接, 所以在工作台的中间部分刚度较差, 容易发生扭转变形。可以考虑加强上下台面之间的接触压力以提高工作台整体的刚度。

4 结合部刚度改进研究

4.1 结合部刚度值改进

从模态分析结果可以看出, 该高速磨床的低阶模态主要为垫板的振动, 特别是第一阶模态的振型为垫板相对于床身的摆动, 可见垫板与床身的结合部对整机的振动性能影响较大。分析垫板与床身之间的螺栓连接刚度, 即实际安装时固定螺栓的预紧力对该高速磨床整机固有频率的影响, 结果如表3所示。

从表3的结果中可以发现, 增加该高速磨床垫板与床身之间的连接刚度对其固有频率的提高作用并不明显, 而且相对应的振型也都没有变化。

4.2 结合部连接方式改变

改变结合部连接螺栓的数目也是提高结合部刚度的一个有效办法。从高速磨床的装配关系中可以看出, 垫板在长度方向上较长, 而与床身固定的螺栓连接数目相对较少, 所以增加连接螺栓的数目 (两侧分别增加两个连接螺栓, 共增加四个连接螺栓) , 可提高结合部的刚度。具体如图8所示。

对改进垫板连接方式后的整机模型进行模态分析, 结果如表4所示。从改进后的各阶振型图中, 可以发现第一阶振型已从垫板相对于床身的摆动转变为工作台的扭转变形, 第一阶固有频率从42.2Hz提高到了50.7Hz, 提高了近20%。而且前四阶模态振型中都已没有关于垫板的振型, 说明增加垫板与床身之间连接螺栓的数目确实提高了垫板处的局部刚度, 同时也起到了提高磨床整体刚度的作用。

5 结束语

对某高速凸轮轴磨床建立三维有限元模型, 并对其床身和工作台之间的滑动结合部基础参数进行了反求, 在此基础上对整机进行了模态分析, 初步找到了原磨床整机的振动薄弱区域。针对该高速磨床的低阶模态, 通过研究改进结合部的连接刚度和连接方式, 提出结构改进方案, 结果比原磨床的固有频率提高了近20%, 该方案已在此高速凸轮轴磨床中得以应用。采用近似模型作为工程问题中参数反求的模型, 并结合实验测试与优化方法的参数反求方法具有形式简单、有利于处理工程复杂问题的优点, 易于在工程应用中推广。

摘要：建立了某高速凸轮轴磨床整机的三维有限元模型, 利用反求方法确定了结合部的基础参数, 对整机进行了模态分析, 初步确定了整机动态性能的薄弱环节, 研究了结合部刚度参数对整机低阶模态的影响, 提出了结构改进方案。建立径向基函数近似模型表征床身—工作台系统结合部刚度与其固有频率之间的隐式函数关系, 通过对该系统进行模态实验测试, 并与优化方法相结合, 确定了该高速磨床床身工作台系统的结合部刚度参数。结果表明, 该方法对整机建模和动力学性能的分析简单有效, 增加垫板在床身上的约束可以有效地改善该高速磨床的动态特性。

关键词：高速磨床,整机,动态特性,结合部,反求

参考文献

[1]周德廉, 陈新, 孙庆鸿, 等.高精度内圆磨床整机动力学建模及优化设计[J].东南大学学报 (自然科学版) , 2001, 31 (2) :35-38.

[2]黄红武, 赵小青, 宓海青, 等.基于有限元的超高速平面磨床整机动力学建模及模态分析[J].湖南大学学报 (自然科学版) , 2005, 32 (4) :39-42.

[3]王琳琳, 刘宇飞.机床固定结合部等效刚度系数和阻尼系数的研究[J].齐齐哈尔轻工学院学报, 1997, 13 (1) :80-83.

[4]秦宝荣.机床结合部动态特性研究[J].制造技术与机床, 1996 (8) :35-37.

[5]张学良, 黄玉美.机床结合面静态基础特性参数的建模及应用[J].制造技术与机床, 1997 (11) :8-10.

[6]廖伯瑜, 周新民, 尹志宏, 等.现代机械动力学及其工程应用[M].北京:机械工业出版社, 2003.

[7]费庆国, 张令弥, 李爱群, 等.基于统计分析技术的有限元模型修正研究[J].振动与冲击, 2005, 24 (3) :23-26.

[8]窦毅芳, 刘飞, 张为华.响应面建模方法的比较分析[J].工程设计学报, 2007, 14 (5) :359-363.

[9]隋允康, 李善坡.结构优化中的建模方法概述[J].力学进展, 2008, 38 (2) :190-200.

篇8：车床磨床岗位职责

前言

2009年由于生产需要本公司经过实际检验得出结论，M150型单臂磨床需要进行大修。其导轨需要重新加工，导轨长度达七米，但是本公司适合该加工精度的机床最大加工行程为4米，分别是西班牙数控导轨磨床和日本五面体加工中心，如果发外加工，费用比较昂贵且加工周期长，不符合公司节约制造成本和尽快完成大修，确保产品加工时间的要求。经过多方考察与专家商讨，决定由本人利用日本五面体加工中心的镜面加工技术结合接驳技术，实现导轨的加工。

2方案执行

首先根据机床的原始资料，特别是检测资料，查找导轨的精度标准，其中重要的参数为水平度0.015，平面度0.015，平行度0.03，表面粗糙度0.8。确定五面体加工中心在正常加工状态下完全可以保证精度。

其次接驳台的设计在整个加工过程中其实是最重要的一个环节。由于导轨本身完全超出行程3000mm，而且接驳精度要求尽可能保证在0.005mm以内，否则的话会影响导轨的平面度以及产品的加工精度。在此之所以选择加工中心而不选择导轨磨床，主要是因为机床结构本身导致，行程为4米的导轨磨床无法使用接驳台，因此选择防护罩可打开的加工中心。本次接驳台使用的是螺纹导向导轨车移动的方式。安装工艺：

1）首次装夹加工时，露出工作台的导轨尾部，固定在导轨车上，此时导轨车非轱辘定位，采用自制支撑腿，并用紧固螺母使其固定在地面。当然此时高度和水平位置都用千分表检测，保证位置精度。

2）移动时放下轱辘，使其沿着已经调整好的轨道移动到工作区域，在整个过程中两个方向的水平仪保持原本位置不动。

图2平导轨加工方案流程图

3）移动到位后，用固定千分表检测已加工過并还在工作区域范围内1米左右的距离，并用螺母进行微调，保证其位置精度，移出工作区域的导轨，仍然固定好位置。

再次试加工。选择一根长约5米的工字钢进行表面加工，实验接驳加工精度以及夹具的装夹精度。

最后进行加工。当然如果加工经验不丰富，对实际加工没有信心，可在加工导轨上采用小铣刀进行细小浅槽的试加工实验。不过事实证明，在简单的调试后便可进行加工。

3精度检测

经检测接驳精度在0.003mm以内，并经过长期的使用加工，证明本次导轨加工，方法合理可行，为后来本公司12米M50100单臂磨床身的接驳铣削工艺积累了实践性的经验。

4结语

本次在平导轨加工中选用的是￠150平面铣刀，而在加工90度V型导轨时采用的是90度倒角刀直接铣削侧面。本次加工也证明了在某种程度上镜面铣削加工可以取代磨床的加工，并且有一定的效率等方面的优势。而接驳技术的灵活运用可以很大程度上解决长导轨的加工乃至时间经济方面的问题。（作者单位：广州机床厂有限公司）

参考文献：

[1]陈友侃，严名康.大型平面磨床上的静压导轨技术[J].精密制造与自动化.1993（04）

篇9：齿条无心磨床的快速调整

磨削前参数调整

无心磨横向示意如图1所示。通磨时无心磨床在操作磨削前的主要调整工作有以下几项。

1. 工件中心高H的计算和调整

磨削时工件的中心高度H (即工件中心高出砂轮中心的距离) , 是影响磨削精度 (圆度) 的一个重要参数, 磨削条件不同, H会相应地变化。根据理论分析及实践总结, 一般按下列公式计算:

式中γ——工件与砂导轮接触点的切线角,

最佳6°~8°;

D砂——砂轮直径 (mm) ;

D导——导轮直径 (mm) ;

D工——工件直径 (mm) 。

从上式可知, 中心高H与砂导轮及工件直径有关, 并且和切线角有关。切线角γ的大小一般根据以下原则来选择:精磨, 原始椭圆度小的工件取大值;粗磨, 毛坯原始椭圆度较大的工件, 细长杆工件, 磨削时稳定性差、容易引起跳动的工件, 取小值。

因此, 齿条改切线角γ应该取小值, 现在取值为6°, 减少工件的跳动。为了提高换型速度, 一般工件的直径变化不超过4mm, 就不用对中心高进行调整。如果磨出成品不能达到精度要求, 就要对中心高进行调整。此值在买机床时厂家已经设定好, 不需要再计算, 只需要在换型时进行微调。

2. 导轮倾角θ的选取

导轮在垂直面内的倾角θ, 是在无心磨削时必须具备的一个条件, 它决定了工件的送进速度 (即生产率) , 并且影响磨削的精度, 因此倾角θ是继中心高H后的第二个重要参数, 其选择原则一般按粗磨或精磨来决定, 粗磨θ=2°~6°, 精磨θ=1°~2°现场2号齿条线粗磨取值为3°, 精磨取值为1.7°。

3. 导轮修整器金刚笔尖位移量h及修整角θ′的计算和调整

(1) 位移量h的计算和调整在磨削工件时为了产生轴向力, 使工件连续通过磨削区, 导轮必须要有一个倾角θ, 在齿条通磨时, 其母线为一直线, 即导轮表面通过K点与工件的接触线是一直线 (见图2) 。

如图2中A向视图所示, 该线与导轮轴线不在同一平面内, 故该线绕旋转轴形成的导轮表面理论上是一个双曲面。又因为机床布置的原因, 金刚笔尖不能安排在K1处, 只能安排在K2处, 这样就产生了一个位移量h, 并沿B向视图所示轨迹移动, 修出的导轮才是双曲面, 才能保证与工件直线接触。

位移量h一般可由下列公式计算:

由公式可以看出, 位移量h与砂轮直径无直接关系, 并且位移量h永远小于中心高H。

(2) 修整角θ′的计算和调整由图2可知, 为了获得一个理想的双曲面, 金刚笔尖在一个要按B向所示的轨迹移动, 如果θ′=0, 则修出的导轮为一圆柱体, 与工件不可能直线接触, 所以θ′永远不能为0, 理想的修整角θ′可按下式计算:

由此可知, 修整角θ′与中心高H和位移量h无关, 且永远比导轮倾角θ小。

在位移量和修整角的调整过程中, 通磨时导轮一般为后倾, 此时位移量应向后, 修整角为顺时针方向 (见图2) 。位移H和修整角θ′在出厂时已设定好, 为了提高换型速度, 一般不进行调整。

4. 托板β′

如图3所示, 托板β′一般为20°~60°, 我厂选择为30°。

5. 导轮圆周速度vr的选择和调整

导轮vr直接影响工件的送进速度, 因此也影响到工件的成圆效果, 一般情况下可选择vr=20~80m/min, 并按公式n=1 000vr/ (πD导) , 可将单位转化为r/min。

对磨削量大的工件, 选择低转速, 以减少托板的磨损, 反之, 选择高转速;当工件的不圆度较大时, 可适当提高转速。为了提高磨削精度, 现场转速都设定为20r/min。

6. 导板的调整

导轮前后的2个导板在换型时都需要进行调整, 如果调整不当, 就会发生工件两端锥度等缺陷, 一般按照图4进行调整。

结语

篇10：车床磨床岗位职责

关键词：磨削波纹；主轴回转误差；振动位移；直线度

1.概述

作为机械加工方法之一的磨削加工，能提高零件的尺寸精度以及得到较小的表面粗糙度。但在磨削过程中常常会在工件表面留下磨削波纹，这些波纹的出现，往往是切削颤振作用的结果——在砂轮和工件间产生振动位移所致。

磨削表面波纹度的定义：磨削加工过程中主要由于机床—工件—砂轮系统的振动而在零件表面上形成的具有一定周期性的高低起伏[1]。

本文针对某磨床企业生产的平面磨床磨削试件后，在试件表面留下黑白相间的条状波纹。对此，在机床空运转及加工状态下，以磨削系统（磨床—砂轮—工件系统）为对象，对整个系统进行试验分析。

2.波纹的特征

该波纹均为黑白相间的条状暗波纹，与工作台的运动方向垂直，并贯穿整个切削试件的表面，分布均匀。逆光观看，波纹尤为明显。改变主轴转速或工作台进给速度，波纹间距也随之改变。图1为该磨床磨削试件后在其表面产生的波纹。

3.原因分析（试验）

波纹产生的原因多而复杂，例如砂轮不平衡、砂轮修整不正确、工作台进给不稳地（时走时停或速度时快时慢）、主轴振动过大、主轴回转误差过大、主轴刚度不足等，但最终反映在砂轮与工件之间的相对振动上。

针对上述均可能造成试件表面波纹的因素，通过磨削系统（磨床—砂轮—工件系统）的各个环节进行试验分析，从而找出产生波纹的原因。

3.1 动平衡

在试验前，对磨头——砂轮系统进行多次动平衡，平衡内容包括磨头电动机、带轮、主轴及所有回转件，并校正。平衡后剩余不平衡量所引起的振动位移峰峰值为0.0012mm。该值小于相关标准的要求值0.004mm。在每次磨削前，均由磨削加工经验丰富的师傅修整砂轮。因此，砂轮的不平衡和修整问题在本文中不是主要问题，不做进一步的分析。

3.2 工作台进给稳定测试

该磨床床身导轨为双V型导轨，采用传统的液压缸驱动，在液压缸两端有缓冲装置，换向过程平稳。用Renishaw激光干涉仪测量工作台空运转及磨削工件的运动特性。测量结果图2及图3所示：

图2 为工作臺空运转时的位移—时间图，图3为磨削工件（切削宽度80mm、切削深度0.05mm）时工作台的位移—时间图

从图2和图3可以看出，工作台移动位移与时间成线性关系，无爬行产生，这表明工作台在空运转及工作状况下运行平稳。因此可以排除工作台驱动系统导致砂轮和工件之间产生相对振动的因素。

3.3 主轴回转误差测量[2]

该磨头主轴轴承使用的是高精度的滚动轴承。主轴静止时，用手转动主轴，测量主轴前端的径向跳动和轴向窜动，实测值分别为0.003mm和0.004mm。

为了验证磨头及砂轮系统是否是产生磨削波纹的原因，测量了不同工况下主轴的回转误差。

测量设备和方法简介：

在图4中，测量芯棒通过专用夹具安装在磨床主轴上，调整高精度测量球，使其径向跳动小于0.005mm。S1、S2和S3均为非接触式电容传感器，分辨率为0.0001mm，测量精度为0.0005mm。S1和S2互为90°且与主轴回转轴线在径向上垂直，负责主轴径向数据的采集；S3与主轴回转轴线一致垂直于轴线方向，负责轴向数据的采集。S1左边的传感器为非接触式转速传感器，测量范围1～100000r/min。如图5所示。

测量球跟随主轴同步转动，S1、S2和S3分别把测量到的径向和轴向数据反馈到数据采集装置中，转速传感器同时把转速信号也输入到数据采集装置。由相应软件计算出误差值并绘制回转误差图。如图6、图7所示。

测量方法和测量设备符合ASME B5.54-2005 Methods for Performance Evaluation of Computer Numerically Controlled Machining Centers的相关要求。

径向和轴向数据见表1、表2和表3。

采集表1数据时的工作状况描述如下：传感器支座置于主轴箱体上，与主轴形成相对位置关系。测量主轴空运转、主轴空运转及工作台移动（未磨削工件）、主轴磨削工件时的径向误差和轴向误差。

传感器支座置于安装床身的地基上，形成主轴相对与地的位置关系。测量主轴空运转、主轴空运转及工作台移动（未磨削工件）、主轴磨削工件时的径向误差和轴向误差。

分析图6和图7得知：主轴空运转和磨削工件时，主轴轴心线的运动轨迹基本相同，主轴轴心线运动轨迹没有因为磨削而发生改变。

分析表1中的数据，磨头——砂轮系统在不同的工况下，径向回转误差和轴向误差均为0.007mm，没有因为磨削而改变其误差值。表明该系统不存在问题。

分析表2数据并对比表1数据，主轴径向误差增加了0.002mm，而轴向误差增加了0.006mm，说明磨头和工件之间产生了相对位移，在轴向增加的位移较大。改变了它们之间的正确磨削关系，是导致工件加工表面产生波纹的重要因素。

分析表3数据，和表2数据基本接近，说明工作台相对于磨头产生的位移量贡献不大。

再分析机床结构，磨头通过螺纹紧固在机床的小拖板上，小拖板通过导轨付与机床横梁连接，横梁紧固在机床立柱上。

测量结论：

综上所述，磨头（小拖板）相对于工作台发生了相对振动位移。而产生位移的原因还需作进一步的分析。