[发明专利]一种提高镗孔加工同轴度的静压油膜补偿方法

摘要

本发明公开了一种提高镗孔加工同轴度的静压油膜补偿方法，包括以下步骤：S1：根据镗床主轴轴向移动所处的位置差，预测计算镗刀点的挠度变形差；S2：再根据挠度变形差计算主轴箱前后静压导轨支撑的油膜厚度补偿量；S3：再根据油膜厚度补偿量和静压导轨支撑的内在特性，确定前后静压导轨支撑各油腔的目标压力和目标流量；S4：根据各油腔的目标压力和目标流量，对各油腔的实时压力和实时流量进行调整，改变油膜厚度，使主轴箱产生预期的补偿倾斜量，实现主轴移动前后镗刀点位置保持不变的目标。该提高镗孔加工同轴度的静压油膜补偿方法具有可简化镗床主轴箱的补偿结构、减少原材料和能量消耗、有利于机床结构紧凑化、易于控制、可靠性高的。

主权项

1.一种提高镗孔加工同轴度的静压油膜补偿方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：根据镗床主轴箱轴向移动所处的位置差x，预测计算镗刀点的挠度变形差Δf镗刀，垂直方向(x)，Δf镗刀，水平方向(x)；S2：再根据挠度变形差计算主轴箱前后静压导轨支撑的油膜厚度补偿量△f前油膜,垂直方向、△f后油膜,垂直方向、△f前油膜,水平方向和△f后油膜,水平方向；S3：再根据油膜厚度补偿量和静压导轨支撑的内在特性，确定前后静压导轨支撑各油腔的目标压力和目标流量；S4：根据各油腔的目标压力和目标流量，对各油腔的实时压力和实时流量进行调整，改变油膜厚度，使主轴箱产生预期的补偿倾斜量，实现主轴箱移动前后镗刀点位置保持不变的目标;在执行所述步骤S1时，按以下步骤进行：S11：根据镗刀加工零件的切削参数包括转速n、孔径D和切深h，计算得到镗刀点在圆周方位θ时，镗削加工的切向力Ft(θ,n,D,h)和法向力Fn(θ,n,D,h)；S12：根据镗削加工切向力Ft(θ,n,D,h)、法向力Fn(θ,n,D,h)、位置差x、主轴箱前后静压导轨支撑跨距l，镗床主轴的重量G，分别在水平面和纵向竖直平面内建立力矩平衡方程，计算得到：前静压导轨支撑上下油垫的支承反力：F前导轨支撑，垂直方向(Ft,Fn,G,θ,x,l)；前静压导轨支撑两侧油垫的支承反力：F前导轨支撑，水平方向(Ft,Fn,θ,x,l)；后静压导轨支撑上下油垫的支承反力：F后导轨支撑，垂直方向(Ft,Fn,G,θ,x,l)；后静压导轨支撑两侧油垫的支承反力：F后导轨支撑，水平方向(Ft,Fn,θ,x,l)；S13：假定前、后静压导轨支撑上下油垫和水平油垫的刚度为无穷大，根据简支梁变形计算公式和已经知的Ft(θ,n,D,h)、Fn(θ,n,D,h)、x、l、G，计算镗刀点在垂直方向和水平方向的挠度f1，镗刀，垂直方向(x)、f1，镗刀，水平方向(x)；S14：假定前、后静压导轨支撑垂直方向的刚度分别为k前导轨支撑，垂直方向，k后导轨支撑，垂直方向，根据油膜变形及承载变化计算公式和已知的F前导轨支撑，垂直方向(Ft,Fn,G,θ,x,l)和F后导轨支撑，垂直方向(Ft,Fn,G,θ,x,l)，分别计算前后静压导轨支撑上下油垫的油膜厚度变形量f前油膜,垂直方向和f后油膜,垂直方向；假定前、后静压导轨支撑水平方向的刚度分别为k前导轨支撑，水平方向，k后导轨支撑，水平方向，根据油膜变形及承载变化计算公式和已知的F前导轨支撑，水平方向(Ft,Fn,θ,x,l)和F后导轨支撑，水平方向(Ft,Fn,θ,x,l)，分别计算前后静压导轨支撑两侧油垫的油膜厚度变形量f前油膜,水平方向和f后油膜,水平方向；假定镗床主轴系统的刚度为无穷大，根据支点变形引起的直线几何放大规律，计算得到由f前油膜,垂直方向、f后油膜,垂直方向、f前油膜,水平方向和f后油膜,水平方向导致镗刀点在垂直方向和水平方向的挠度f2，镗刀，垂直方向(x)、f2，镗刀，水平方向(x)，所述主轴系统包括由主轴箱前后静压导轨支撑的油膜支承的所有部件；S15：综合考虑镗床主轴系统变形以及前后静压导轨支撑油膜变形的影响，则镗刀点在垂直方向和水平方向的综合挠度为：f镗刀，垂直方向(x)＝f1，镗刀，垂直方向(x)+f2，镗刀，垂直方向(x)，f镗刀，水平方向(x)＝f1，镗刀，水平方向(x)+f2，镗刀，水平方向(x)；S16：以镗刀位置x＝x0作为位置基点，根据步骤S11至S15所述计算方法，计算得到镗刀点垂直方向和水平方向的挠度参考值f镗刀，垂直方向(x0)和f镗刀，水平方向(x0)；S17：根据镗刀点垂直方向和水平方向的挠度参考值，计算镗刀点变形的补偿量：△f镗刀，垂直方向(x)＝f镗刀，垂直方向(x)‑f镗刀，垂直方向(x0)，△f镗刀，水平方向(x)＝f镗刀，水平方向(x)‑f镗刀，水平方向(x0)。