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| 1 | 数控机床几何误差测量研究现状及趋势显示文摘数控机床作为现代制造加工业的'工业母机',是衡量国家制造业的重要标志。随着技术的发展,对机床加工精度的要求越来越高。因此,我国数控机床精度和精度保持性面临着严峻的挑战,如何快速准确测量数控机床的各种误差成为该领域的一个研究热点和重点。首先从测量仪器角度以及测量策略研究角度回顾了数控机床激光干涉测量、激光跟踪测量、空间体积误差测量、球杆仪测量、平面光栅测试、R-Test、标准件测试等主要几何误差综合测量方法,并对热误差、力误差等相关研究做了简要回顾。在此基础上,分析了当前数控机床误差测量面临的主要挑战以及下一步的发展趋势,为国产数控机床误差测量方法与技术发展提供了建议。 | 杜正春 杨建国 冯其波 | 2017 | 航空制造技术2017，60，6： | 37 |
| 2 | 超精密机床静压气浮导轨表面微结构设计研究显示文摘以减少超精密机床气浮导轨高速运动时气体阻力为设计目标,应用雷诺平均方程(Reynolds-averaged Navier–Stokes equations,RANS)和带旋流修正的k-ε湍流模型,建立导轨微结构功能表面流体动力学减阻分析模型。采用减阻机理分析与仿真方法对比分析矩形沟槽、V形沟槽、U形沟槽、Space-V沟槽等四种微结构表面构型,确定最适合超精密机床气浮导轨表面减阻需求的构型是V形沟槽结构表面。继而对V形沟槽表面几何参数进行优化设计,获得优化的沟槽角度、宽度、间距设计参数,确定最优超精密机床静压气浮导轨微结构功能表面。该设计研究可用于进一步保障超精密机床设计精度和运动精度。 | 李天箭 陈宗镁 丁晓红 程凯 | 2017 | 机械工程学报2017，53，3： | 12 |
| 3 | 节流器结构参数对Nanosys-1000液体静压导轨承载特性的影响显示文摘从实际加工角度出发,研究了节流器结构参数对Nanosys-1000超精密加工机床静压导轨承载特性的影响。利用流体分析软件建立导轨承载油垫的有限元模型并搭建了相关静压导轨实验台,研究了进口油压为1.7 MPa,油膜厚度为36μm时承载油垫的压力场分布特征,并通过对压力场积分得到油膜承载力,求导得到油膜刚度,从而揭示不同结构参数对静压导轨承载特性的影响。研究结果表明:节流器结构参数中节流孔孔径对机床承载特性影响最大,其次为节流孔孔长,出入口倒角对其影响甚微。导轨负载较小时,扩大节流孔孔径与缩短节流孔孔长有助于改善静压导轨承载特性;但在重载条件下,缩小节流孔直径,增加节流孔孔长反而更有利。将仿真数据与实验数据作对比,得到3个承载力测量点数据误差分别为7.9%,6.9%,8.6%。最后根据研究成果,确定了Nanosys-1000机床静压导轨节流孔结构参数。 | 夏毅敏 王洋 胡均平 杨添任 罗松保 张刚强 | 2015 | 光学精密工程2015，23，9： | 7 |
| 4 | 高速机床主轴石墨轴承材料的选型与性能评价显示文摘低黏介质润滑可让机床电主轴获得更高的转速以实现高速高效加工,石墨由于其物性上的优点特别适于低黏介质润滑环境。为选择一种合适的石墨轴承材料使之配合高速加工的需要,在对主轴使用工况分析的基础上,获得石墨轴承材料的性能需求参数。根据性能需求,设计由材料力学实验、热物理实验和摩擦学实验所组成的石墨材料性能测试体系。选取4种常见石墨作为备选材料,对其力学性能、热物理性能及摩擦磨损性能进行测试及评价,并从微观结构上解释产生性能差异的原因。研究结果表明:石墨化度适中并经过浸渍处理的石墨材料更宜于作为高速轴承的选材。 | 王建磊 延育东 张健 崔亚辉 贾谦 | 2017 | 润滑与密封2017，42，5： | 4 |
| 5 | 无氧铜超精加工表面微观形貌的分形维数表征显示文摘单点金刚石超精密加工能够获得纳米级的低粗糙度表面。进一步的实验表明,采用该工艺进行退火态无氧铜切削,已加工表面在刀痕基础上还会出现清晰的晶界浮凸现象。传统的粗糙度概念无法有效表征与区分含有晶界浮凸信息的超精加工表面微观形貌。引入分形维数概念,采用该理论中尺码法对无氧铜超精加工表面的微观形貌进行分形维数计算;为降低切削刀痕信号干扰、突出晶界浮凸信息,设计表面信号带阻滤波方法。计算结果表明,超精加工后的表面分形维数包含了加工刀痕与晶界浮凸信息,由于两者尺度相近,传统的粗糙度测量无法区分其差异;采用带阻滤波与尺码法耦合方式,能够有效识别晶界浮凸特点,定量地反映微观尺度下超精加工表面的形貌特征信息。 | 杨洋 王罡 俞建超 周婷婷 李遥 帅茂兵 | 2017 | 材料导报2017，31，3： | 4 |
| 6 | 我国超精密加工设备的产业化进程显示文摘我国机床制造业在世界上已经占有一席之地,但生产的绝大多数依然是普通级精密机床,而超精密加工设备尚未达到工业化生产水平,一些关键元部件还依赖进口,自主研制价格高、周期长,缺乏精度稳定性和设备运行的长期稳定性。应在重视超精密基础元部件研发的基础上,联合国内优势单位组建超精密加工设备产业化研发和生产基地,加强超精密加工设备产业化开发,满足国家重大型号任务的需求。 | 杨辉 | 2016 | 航空制造技术2016，59，6： | 4 |
| 7 | 一种精密气悬浮主轴的结构设计及其特性研究显示文摘为改善加工零件表面质量,针对精密车削加工的要求,结合静压气体轴承,设计一种新型气悬浮主轴。建立该系统结构的设计模型,整体系统布局采用圆柱径向和平面止推气体轴承相结合的支撑结构。通过表压比法确定了该结构的偏心率值,利用FLUENT软件验证该值的合理性;在ANSYS Workbench中建立主轴转子的有限元模型,对设计转速进行模态分析和验证。结果表明:设计的主轴转速能够有效避开共振区,保证主轴运转稳定,减小加工误差。 | 李树森 任毅 | 2017 | 润滑与密封2017，42，4： | 4 |
| 8 | 超精密机床液体静压导轨静动态特性研究显示文摘高精度高刚度导轨是实现脆性材料高效高表面完整性加工的前提条件。以超精密机床的液体静压导轨为研究对象,设计了液体静压导轨结构,建立了导轨的三维模型与数学模型,并通过数值仿真,预测出不同参数条件下液体静压导轨的静态特性与动态特性。开展了超精密机床液体静压导轨静动态特性实验,验证模型的可靠性,结果表明模型预测值与实验测量结果相近,表明模型可靠,为实现脆性材料的高效高表面完整性加工奠定了理论基础。 | 朴银川 张宣 张飞虎 | 2020 | 组合机床与自动化加工技术2020，，10： | 4 |
| 9 | 金属反射镜超精密加工研究进展显示文摘金属反射镜已经成为光学系统主反射镜的发展方向和趋势,金属反射镜的超精密加工已经成为当代科技前沿的关键支撑技术。主要对国内外金属反射镜超精密加工研究进展进行综合评述。评述了单点金刚石车削、光学冷加工、复制法对面形精度和光学性能的影响,从材料方面研究了材料物理特性、工件表面镀层和快速冷凝制造合金对超精密加工表面质量和光学性能的影响。最后对这些加工方法分析对比优缺点,并对金属反射镜超精密加工的技术发展愿景进行了展望。 | 陈达任 李占杰 靳刚 戚厚军 马苏常 | 2018 | 机械研究与应用2018，31，1： | 4 |
| 10 | 超精密机床系统动力学参数辨识研究显示文摘文章提出了一种基于多体系统传递矩阵法的超精密机床系统动力学参数辨识方法,首先建立机床系统的动力学模型,然后运用多体系统传递矩阵法求解系统的固有频率,再结合模态试验数据采用多岛遗传算法实现了对机床整机系统动力学参数的辨识。通过计算结果与试验结果的对比验证了该方法的可行性和准确性。 | 商兴莲 王国平 芮筱亭 陈刚利 | 2019 | 组合机床与自动化加工技术2019，，11： | 3 |
| 11 | 超精密微小型复合加工机床精度稳定性研究现状显示文摘针对超精密微小型复合加工机床的精度时变性和非线性变动问题,综述了超精密机床结构设计、超精密加工精度稳定性、热因素对超精密加工精度影响、结构蠕变引起精度变动4个典型方面的研究状况,提出超精密微小型复合加工机床的精度稳定性主要受到力、热、环境变动所引起的结构亚微米级精度的时空变化,并且这些变化的影响机理、变动规律属于非线性特征,因此,超精密复合加工精度稳定性的实现必须解决这些问题。 | 孙椰望 杨秋娟 曹也 刘佳慧 郑中鹏 刘彪 李启明 | 2019 | 制造技术与机床2019，，1： | 3 |
| 12 | 超精密微机械制造技术分析显示文摘随着我国经济快速的发展,航空航天事业、微机械加工业、生物工程都得到了比较迅速的发展,这些行业在发展的过程中,精密微小零件有着十分重要的作用,由此,促进了精密微小零件加工的发展。在其不断发展的过程中,面临的要求也越来越高,为了满足要求,在零件加工中应用了超精密微机械制造技术。文章在介绍超精密加工特点的基础上,分析了超精密微机械制造技术。 | 张志华 | 2015 | 科技创新与应用2015，5，28： | 3 |
| 13 | 基于机床动态特性的超精密飞切加工表面波纹机理解析显示文摘采用超精密飞切加工技术可获得软脆性平面光学元件的最终表面,而元件表面微观形貌的加工可控性对于光学元件使用性能有直接影响。首先运用多尺度小波分解方法,对飞切机床的加工表面波纹进行了特征提取,得到了工件表面波纹的频率组成及占比;然后通过对机床主轴系统的有限元分析,结合冲击振动测试,找到了与工件表面波纹对应的模态;最后通过对机床的在线振动测试及加工实验进一步明确了飞切加工表面微波纹的成因。结果表明:表面波纹在17 mm左右的空间周期上存在最大的分量,显著影响光学元件的精度和使用效果,该波纹由主轴系统在间断切削的冲击响应所引起,可以通过改变主轴结构实现波纹频率和幅值的控制。 | 杨旭 安晨辉 孙郅佶 王振忠 彭云峰 王健 | 2016 | 振动与冲击2016，35，18： | 3 |
| 14 | 数控技术之机床结构设计方法研究显示文摘近年来,随着社会的不断进步以及经济水平的迅猛提升,计算机应用技术获得深化发展,数控技术生产工艺更新换代,数控机床技术控制体系逐步趋于完善。为充分满足现代化工业技术需求,要求配备高性能以及高速度、高精度以及模块化机床设备,所以机床结构设计工作的重要性甚为突显。而针对机床结构设计方法就显得尤为重要。 | 常小芳 | 2015 | 通讯世界2015，21，3： | 2 |
| 15 | 基于拼接重构的长导轨直线度测量方法显示文摘为了有效解决超精密设备长导轨全行程直线度精确测量的难题,文章提出了一种基于拼接重构原理的测量方法。首先采用激光干涉仪对短基准平晶面形误差进行测量,并用于补偿到长导轨直线度测量结果;接着比较了不同倾斜误差消除方法的效果,并确定消倾斜误差的优选方法;然后分析了拼接重叠长度、拼接次数以及环境噪声对测量结果的影响规律;最后对金刚石飞切机床的超精密长导轨开展直线度测量,并将测量结果与采用长平晶测量结果进行对比。结果表明:两者的误差在15.8%以内,有效验证了文中提出的拼接重构方法的有效性,为解决超精密设备长导轨全行程直线度测量提供了一种新的思路。 | 钱林弘 吕磊 夏欢 | 2017 | 组合机床与自动化加工技术2017，，5： | 2 |
| 16 | 轴承-转子系统运动分析及主轴振动的相位控制显示文摘为限制高速运动过程中轴承转子系统的振动及提高机床加工精度,提出了通过控制可倾瓦轴承转子的振幅和相位以降低主轴前端振幅来达到提高加工精度的方法.建立了刚性轴转子系统的五自由度振动模型,并求出了转子系统振动的微分方程;通过流量平衡法求得可倾瓦轴承的供油流量,并离散雷诺方程求出了可倾瓦轴承的油膜力;通过欧拉法得出了可倾瓦轴承转子轨迹,并通过空间直线方程得出了主轴前端转子运动轨迹;通过电磁致动器作为辅助控制装置调节可倾瓦轴承转子的切向加速度和法向加速度.算例的仿真结果显示可倾瓦轴承转子的轨迹收敛成圆形,并减小了前后轴承的相位差,主轴前端振幅降低了60.26%. | 于哲 陈淑江 马金奎 路长厚 李昊 | 2019 | 北京理工大学学报2019，39，9： | 2 |
| 17 | 大口径光学非球面超精密磨削装备与技术显示文摘针对大口径光学元件的超精密加工需求,在自主开发的MK7160和2MK1760两台平面磨床的研制基础上,进一步研发了高精度平面磨床UPG80。与现有大多数大口径平面磨床及MK7160、2MK1760磨床相比,UPG80应用了更先进的关键配套工艺技术,包含液体静压支承技术、砂轮修整技术及智能监测系统等。同时,对磨床UPG80的静态精度进行了检测,建立了三坐标轴误差模型对磨床进行误差补偿。在此基础上,采用金刚石圆弧砂轮对530mm×530mm口径的光学非球面元件进行加工,获得了良好的加工效果,验证了磨床的可靠性。 | 陈登铃 彭云峰 王振忠 毕果 杨平 杨炜 施晨淳 郭志光 | 2020 | 航空制造技术2020，63，8： | 2 |
| 18 | 可变节流高度气浮支承结构设计及动态性能分析显示文摘为了使气浮支承的承载力动态可调,设计了一种可变节流高度气浮支承.通过建立气浮支承计算流体动力学(Computational Fluid Dynamics,CFD)模型,利用CFD动网格技术来模拟小孔节流器的运动,研究小孔节流器的结构参数、运动参数及气浮支承的工作参数对可变节流高度气浮支承动态性能的影响.结果表明:通过调节小孔节流器的节流高度可以明显改变气浮支承的承载力;在只考虑单一变量的前提下,气浮支承承载力的波动量随着小孔节流器的运动幅值、运动频率、节流高度、直径和气浮支承供气压强的增加而增加,但随着气膜厚度的增大而减小;当小孔节流器直径较小时,随着小孔节流器运动频率的增加,气浮支承动刚度的增幅很小,但当小孔节流器直径增大时,随着小孔节流器运动频率的增加,气浮支承动刚度的增幅会明显变大. | 胡回 于普良 罗强 鲜小东 夏巨兴 胡江山 | 2022 | 摩擦学学报2022，42，3： | 2 |
| 19 | 数控机床液体静压导轨结构的优化设计显示文摘机床导轨的性能对机床的加工精度有重要影响,而采用常规材料制造的导轨的动力学和热力学性能不够理想。为了提高机床的加工精度,提出采用内嵌钢结构的树脂混凝土来制造精密机床的液体静压导轨,并对其结构进行优化设计。首先,基于某型号卧式加工中心液体静压导轨的工况,对液体静压导轨油垫的结构进行改进,并通过内嵌钢结构支撑件对液体静压导轨结构进行强化;其次,对由树脂混凝土和花岗岩制成的液体静压导轨的静力学和热力学性能进行分析和比较;最后,在树脂混凝土液体静压导轨表面设置U-V形沟槽和V形沟槽减阻微结构,并进行减阻效果对比。仿真结果表明:树脂混凝土液体静压导轨与花岗岩液体静压导轨相比,其最大静变形较小,热性能显著提高;U-V形沟槽减阻效果更明显。研究表明,在采用树脂混凝土制造的液体静压导轨表面设置U-V形沟槽微结构,能有效提高液体静压导轨的综合性能,这可为精密加工设备的研制提供参考。 | 李典伦 黄华 邓文强 | 2020 | 工程设计学报2020，27，4： | 2 |
| 20 | 超精密全口径抛光机气浮转台的静态特性显示文摘为了分析角摆和转速对超精密全口径抛光机气浮转台静态特性的影响,建立了一种数值计算方法。将考虑角摆后的气膜厚度方程带入雷诺方程,此时的方程含有角摆和转速项,采用有限差分法进行离散并通过联合流量平衡方程进行数值求解。计算结果表明:单一角摆下,气浮转台的最大极限角摆为5×10^(-5)rad,随着角摆的增大,气膜厚度最大值逐渐增大而最小值逐渐减小,压力分布发生改变,承载力逐渐降低。组合角摆下,气浮转台的最大极限角摆为4.9×10^(-5)rad,组合角摆对气浮转台静态特性的影响规律和单一角摆时基本一致,但效果更为显著。气浮转台的失效转速为2 300 r·min^(-1),随着转速的增大,气膜厚度不会直接发生改变,压力分布却明显变化,最终承载力逐渐降低,进而导致气膜厚度发生变化。角摆和转速的改变致使气浮转台的承载力发生变化,为了保持力的平衡,转台位置会随之改变。该研究为后续动态回转误差的研究提供了理论基础。 | 安磊 王伟 廖德锋 | 2021 | 光学精密工程2021，29，7： | 2 |
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