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重型機床基礎部件制造工藝可靠性設計方法 版權信息
- ISBN：9787030699305
- 條形碼：9787030699305 ; 978-7-03-069930-5
- 裝幀：一般膠版紙
- 冊數：暫無
- 重量：暫無
- 所屬分類：>
重型機床基礎部件制造工藝可靠性設計方法 本書特色
本書采用切削動力學理論、系統(tǒng)安全工程理論、摩擦學理論、系統(tǒng)工程理論、灰色系統(tǒng)理論和**化設計方法，著重討論重型機床基礎部件高效銑削與裝配工藝設計方法。
重型機床基礎部件制造工藝可靠性設計方法 內容簡介
重型機床基礎部件高效準確加工與裝配工藝是保障重型機床整機制造品質、精度、穩(wěn)定性與可靠性的一項核心技術。本書面向重型機床制造企業(yè)的需求，針對重型機床基礎部件高效銑削加工與裝配中存在的關鍵技術問題，采用理論建模、工藝實驗與數值分析方法，分析多特征工藝變量對機床基礎大件關鍵結合面高效銑削與裝配過程影響，闡述重型機床基礎部件加工與裝配工藝技術、重型機床結合面銑削工藝設計方法、高效銑削重型機床基礎部件刀具安全穩(wěn)定性、高效銑削重型機床基礎部件刀具振動磨損、重型機床定位及重復定位精度可靠性和重型機床基礎部件裝配工藝可靠性設計方法，以滿足大型加工中心等重型機床設計和研制的需要。
重型機床基礎部件制造工藝可靠性設計方法 目錄
目錄
第1章 重型機床基礎部件加工與裝配工藝技術 1
1.1 重型機床零部件高效切削技術 1
1.1.1 重型機床零部件切削動力學特性 1
1.1.2 重型機床零部件切削刀具技術 2
1.1.3 高效加工機床零部件中的切削能效 4
1.2 重型機床裝配技術 5
1.2.1 重型機床整機裝配技術 5
1.2.2 重型機床裝配精度 6
1.3 重型機床可靠性建模及設計技術 7
1.3.1 重型機床可靠性 7
1.3.2 重型機床可靠性建模技術 8
1.3.3 重型機床故障分析及可靠性設計 9
1.4 重型機床預應力模態(tài)與動力學穩(wěn)定性 11
1.4.1 機床預應力模態(tài) 11
1.4.2 機床動力學穩(wěn)定性 12
1.4.3 機床裝配工藝對動力學穩(wěn)定性的影響 12
1.5 重型機床裝配誤差及其工藝設計方法 13
1.5.1 重型機床裝配幾何誤差 13
1.5.2 重型機床定位誤差 14
1.5.3 重型機床裝配工藝設計方法 15
1.6 重型機床零部件銑削加工刀具與裝配工藝存在的問題 16
1.6.1 重型機床零部件銑削加工刀具穩(wěn)定性問題 16
1.6.2 重型機床定位與重復定位精度保持性及結構動力穩(wěn)定性問題 16
1.6.3 重型機床零部件裝配工藝可靠性問題 17
1.6.4 重型機床零部件銑削加工與裝配關鍵問題 18
1.7 本章小結 19
第2章 重型機床結合面銑削工藝設計方法 21
2.1 重型機床裝配結合面及其裝配精度 21
2.1.1 重型機床裝配精度描述 21
2.1.2 整機裝配結合面識別 22
2.1.3 重型機床裝配誤差建模 25
2.2 機床結合面銑削加工表面形貌與加工誤差 30
2.2.1 銑削運動軌跡及其刀工接觸關系 30
2.2.2 銑削加工表面形貌與加工誤差分布的影響因素 46
2.2.3 銑削工藝變量對加工質量的影響 59
2.3 結合面加工誤差與表面形貌對機床性能的影響 65
2.3.1 機床結合面加工誤差描述與表面形貌表征 65
2.3.2 動靜結合面性能與加工表面形貌映射關系 66
2.3.3 結合面加工誤差對整機裝配精度的影響 70
2.3.4 結合面加工誤差對機床加工精度的影響 71
2.4 機床結合面高效銑削工藝設計方法 73
2.4.1 結合面高效銑削工藝目標與設計變量 73
2.4.2 銑削工藝層次結構與設計矩陣 74
2.4.3 機床結合面銑削工藝優(yōu)化設計模型 77
2.4.4 機床結合面銑削工藝優(yōu)化方法驗證 80
2.5 本章小結 82
第3章 高效銑削重型機床基礎部件刀具安全穩(wěn)定性 84
3.1 高效銑削能效及其穩(wěn)定性 84
3.1.1 銑削能效評價 84
3.1.2 銑刀振動對切削能效的影響 89
3.1.3 銑刀磨損對切削能效的影響 92
3.2 高效銑刀安全穩(wěn)定性分析 93
3.2.1 高效銑刀離心力與切削力 93
3.2.2 高效銑刀失效分析 97
3.2.3 銑刀完整性破壞的應力場特性 99
3.3 高效銑削穩(wěn)定性的識別與控制 103
3.3.1 銑刀安全穩(wěn)定性影響因素分析 103
3.3.2 銑削穩(wěn)定性的表征與識別 107
3.3.3 高效銑削穩(wěn)定性控制方法 117
3.4 本章小結 126
第4章 高效銑削重型機床基礎部件刀具振動磨損 128
4.1 高效銑刀振動磨損行為特征 128
4.1.1 銑刀振動磨損行為關聯(lián)分析 128
4.1.2 銑刀振動磨損識別方法 131
4.2 高效銑刀振動磨損的影響因素 133
4.2.1 銑刀振動對銑刀磨損的影響特性 133
4.2.2 刀齒誤差對銑刀磨損的影響特性 134
4.2.3 銑刀振動磨損實驗 135
4.2.4 熱力耦合場作用下的銑刀摩擦磨損特性 142
4.3 高效銑刀振動磨損控制方法 144
4.3.1 銑刀磨損形式的識別方法 144
4.3.2 銑刀磨損程度的預報方法 146
4.3.3 銑刀振動磨損控制方法 147
4.4 抗振動磨損銑刀的設計 149
4.4.1 銑刀抗振動磨損評價指標 149
4.4.2 抗振動磨損銑刀設計目標 150
4.4.3 抗振動磨損銑刀設計實例 151
4.5 本章小結 154
第5章 重型機床定位及重復定位精度可靠性 156
5.1 重型機床的多體系統(tǒng)模型 156
5.1.1 重型機床部件的低序體陣列 156
5.1.2 重型機床運動約束方程及位姿載荷關系矩陣 158
5.1.3 重型機床多柔體系統(tǒng)模型 163
5.2 重型機床定位誤差影響因素及其解算方法 173
5.2.1 重型機床定位誤差影響因素 173
5.2.2 重型機床重復定位誤差影響因素 176
5.2.3 重型機床定位與重復定位誤差解算 180
5.2.4 重型機床多體動力學模型的模態(tài)驗證方法 182
5.3 重型機床定位與重復定位精度可靠性解算與評價 185
5.3.1 定位與重復定位精度的描述 185
5.3.2 定位與重復定位精度可靠性評價指標 186
5.3.3 定位與重復定位精度可靠性影響因素 188
5.3.4 定位與重復定位精度可靠性解算與評價方法 189
5.3.5 重型機床定位和重復定位精度可靠性模型 193
5.4 本章小結 195
第6章 重型機床基礎部件裝配工藝可靠性設計 197
6.1 重型機床裝配精度可靠性的層次結構及其工藝設計方案 197
6.1.1 重型機床裝配精度可靠性及其層次結構 197
6.1.2 裝配精度可靠性評價指標對結構參數的響應特性分析 204
6.1.3 重型機床裝配工藝設計方案 208
6.2 重型機床裝配幾何誤差來源、形成及解算 217
6.2.1 重型機床部件的初次裝配誤差及變量描述 217
6.2.2 重型機床裝配要素檢測方法 220
6.2.3 重型機床初次裝配誤差形成機制 221
6.2.4 重型機床初次裝配誤差解算及評價方法 229
6.3 重型機床裝配精度遷移的多樣性 234
6.3.1 重型機床裝配精度的遷移及其多樣性 234
6.3.2 重型機床裝配精度遷移的表征及其階躍響應模型 238
6.4 重型機床初次裝配精度遷移機制及工藝設計 243
6.4.1 重型機床初次裝配關鍵工序變量的識別 243
6.4.2 重型機床初次裝配精度遷移機制 247
6.4.3 重型機床初次裝配多工序的協(xié)同設計及實例驗證 250
6.5 重型機床重復裝配精度的遷移和工藝設計 254
6.5.1 重型機床重復裝配精度的遷移 254
6.5.2 重型機床重復裝配的工藝設計 261
6.5.3 重型機床裝配精度保持性的設計 265
6.6 本章小結 273
參考文獻 275
第1章 重型機床基礎部件加工與裝配工藝技術 1
1.1 重型機床零部件高效切削技術 1
1.1.1 重型機床零部件切削動力學特性 1
1.1.2 重型機床零部件切削刀具技術 2
1.1.3 高效加工機床零部件中的切削能效 4
1.2 重型機床裝配技術 5
1.2.1 重型機床整機裝配技術 5
1.2.2 重型機床裝配精度 6
1.3 重型機床可靠性建模及設計技術 7
1.3.1 重型機床可靠性 7
1.3.2 重型機床可靠性建模技術 8
1.3.3 重型機床故障分析及可靠性設計 9
1.4 重型機床預應力模態(tài)與動力學穩(wěn)定性 11
1.4.1 機床預應力模態(tài) 11
1.4.2 機床動力學穩(wěn)定性 12
1.4.3 機床裝配工藝對動力學穩(wěn)定性的影響 12
1.5 重型機床裝配誤差及其工藝設計方法 13
1.5.1 重型機床裝配幾何誤差 13
1.5.2 重型機床定位誤差 14
1.5.3 重型機床裝配工藝設計方法 15
1.6 重型機床零部件銑削加工刀具與裝配工藝存在的問題 16
1.6.1 重型機床零部件銑削加工刀具穩(wěn)定性問題 16
1.6.2 重型機床定位與重復定位精度保持性及結構動力穩(wěn)定性問題 16
1.6.3 重型機床零部件裝配工藝可靠性問題 17
1.6.4 重型機床零部件銑削加工與裝配關鍵問題 18
1.7 本章小結 19
第2章 重型機床結合面銑削工藝設計方法 21
2.1 重型機床裝配結合面及其裝配精度 21
2.1.1 重型機床裝配精度描述 21
2.1.2 整機裝配結合面識別 22
2.1.3 重型機床裝配誤差建模 25
2.2 機床結合面銑削加工表面形貌與加工誤差 30
2.2.1 銑削運動軌跡及其刀工接觸關系 30
2.2.2 銑削加工表面形貌與加工誤差分布的影響因素 46
2.2.3 銑削工藝變量對加工質量的影響 59
2.3 結合面加工誤差與表面形貌對機床性能的影響 65
2.3.1 機床結合面加工誤差描述與表面形貌表征 65
2.3.2 動靜結合面性能與加工表面形貌映射關系 66
2.3.3 結合面加工誤差對整機裝配精度的影響 70
2.3.4 結合面加工誤差對機床加工精度的影響 71
2.4 機床結合面高效銑削工藝設計方法 73
2.4.1 結合面高效銑削工藝目標與設計變量 73
2.4.2 銑削工藝層次結構與設計矩陣 74
2.4.3 機床結合面銑削工藝優(yōu)化設計模型 77
2.4.4 機床結合面銑削工藝優(yōu)化方法驗證 80
2.5 本章小結 82
第3章 高效銑削重型機床基礎部件刀具安全穩(wěn)定性 84
3.1 高效銑削能效及其穩(wěn)定性 84
3.1.1 銑削能效評價 84
3.1.2 銑刀振動對切削能效的影響 89
3.1.3 銑刀磨損對切削能效的影響 92
3.2 高效銑刀安全穩(wěn)定性分析 93
3.2.1 高效銑刀離心力與切削力 93
3.2.2 高效銑刀失效分析 97
3.2.3 銑刀完整性破壞的應力場特性 99
3.3 高效銑削穩(wěn)定性的識別與控制 103
3.3.1 銑刀安全穩(wěn)定性影響因素分析 103
3.3.2 銑削穩(wěn)定性的表征與識別 107
3.3.3 高效銑削穩(wěn)定性控制方法 117
3.4 本章小結 126
第4章 高效銑削重型機床基礎部件刀具振動磨損 128
4.1 高效銑刀振動磨損行為特征 128
4.1.1 銑刀振動磨損行為關聯(lián)分析 128
4.1.2 銑刀振動磨損識別方法 131
4.2 高效銑刀振動磨損的影響因素 133
4.2.1 銑刀振動對銑刀磨損的影響特性 133
4.2.2 刀齒誤差對銑刀磨損的影響特性 134
4.2.3 銑刀振動磨損實驗 135
4.2.4 熱力耦合場作用下的銑刀摩擦磨損特性 142
4.3 高效銑刀振動磨損控制方法 144
4.3.1 銑刀磨損形式的識別方法 144
4.3.2 銑刀磨損程度的預報方法 146
4.3.3 銑刀振動磨損控制方法 147
4.4 抗振動磨損銑刀的設計 149
4.4.1 銑刀抗振動磨損評價指標 149
4.4.2 抗振動磨損銑刀設計目標 150
4.4.3 抗振動磨損銑刀設計實例 151
4.5 本章小結 154
第5章 重型機床定位及重復定位精度可靠性 156
5.1 重型機床的多體系統(tǒng)模型 156
5.1.1 重型機床部件的低序體陣列 156
5.1.2 重型機床運動約束方程及位姿載荷關系矩陣 158
5.1.3 重型機床多柔體系統(tǒng)模型 163
5.2 重型機床定位誤差影響因素及其解算方法 173
5.2.1 重型機床定位誤差影響因素 173
5.2.2 重型機床重復定位誤差影響因素 176
5.2.3 重型機床定位與重復定位誤差解算 180
5.2.4 重型機床多體動力學模型的模態(tài)驗證方法 182
5.3 重型機床定位與重復定位精度可靠性解算與評價 185
5.3.1 定位與重復定位精度的描述 185
5.3.2 定位與重復定位精度可靠性評價指標 186
5.3.3 定位與重復定位精度可靠性影響因素 188
5.3.4 定位與重復定位精度可靠性解算與評價方法 189
5.3.5 重型機床定位和重復定位精度可靠性模型 193
5.4 本章小結 195
第6章 重型機床基礎部件裝配工藝可靠性設計 197
6.1 重型機床裝配精度可靠性的層次結構及其工藝設計方案 197
6.1.1 重型機床裝配精度可靠性及其層次結構 197
6.1.2 裝配精度可靠性評價指標對結構參數的響應特性分析 204
6.1.3 重型機床裝配工藝設計方案 208
6.2 重型機床裝配幾何誤差來源、形成及解算 217
6.2.1 重型機床部件的初次裝配誤差及變量描述 217
6.2.2 重型機床裝配要素檢測方法 220
6.2.3 重型機床初次裝配誤差形成機制 221
6.2.4 重型機床初次裝配誤差解算及評價方法 229
6.3 重型機床裝配精度遷移的多樣性 234
6.3.1 重型機床裝配精度的遷移及其多樣性 234
6.3.2 重型機床裝配精度遷移的表征及其階躍響應模型 238
6.4 重型機床初次裝配精度遷移機制及工藝設計 243
6.4.1 重型機床初次裝配關鍵工序變量的識別 243
6.4.2 重型機床初次裝配精度遷移機制 247
6.4.3 重型機床初次裝配多工序的協(xié)同設計及實例驗證 250
6.5 重型機床重復裝配精度的遷移和工藝設計 254
6.5.1 重型機床重復裝配精度的遷移 254
6.5.2 重型機床重復裝配的工藝設計 261
6.5.3 重型機床裝配精度保持性的設計 265
6.6 本章小結 273
參考文獻 275
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重型機床基礎部件制造工藝可靠性設計方法 節(jié)選
第1章 重型機床基礎部件加工與裝配工藝技術 1.1 重型機床零部件高效切削技術 1.1.1 重型機床零部件切削動力學特性 以重型零部件高效切削加工為主要特點的重型機床，如重型數控落地鏜銑床和數控重型龍門車銑加工中心，其組成機床的零部件具有尺寸大、重量大、結構復雜、翻轉困難等特點，且一般為非標準件，其較大的設計尺寸、較高的加工精度與表面質量要求對此類零部件高效切削加工提出了嚴格的要求（圖1-1、圖1-2）。 利用高效切削技術加工機床零部件關鍵結合面時，主要采用硬質合金可轉位刀具進行大進給、大余量切削，受切削過程中的斷續(xù)、交變載荷影響，機床及刀具的動力學穩(wěn)定性難以保證，其后果是刀具振動明顯、磨損迅速、表面加工精度及粗糙度難以達到要求。 圖1-1 XK2130數控龍門鏜銑床 圖1-2 TK6920數控龍門鏜銑床 機床零部件高效切削過程中，機床和刀具的振動可分為自激振動、低幅值隨機振動和強迫振動。已有研究表明，機床零部件切削過程中零部件幾何結構剛性不足使得刀具產生自激振動，該振動屬高頻強烈振動，通常又稱為切削顫振；當零部件切削過程受隨機因素干擾會引起不規(guī)則或不確定性的低幅值隨機振動；機床傳動機構存在誤差（如機床主軸箱中齒輪的制造或裝配誤差、滾珠絲杠間隙誤差等）、斷續(xù)切削以及切削過程遭受不平衡離心慣性力等因素導致機床零部件切削過程中，工件和刀具存在強迫振動。重型機床零部件高效切削過程中的自激振動、隨機振動和強迫振動與加工系統(tǒng)自身關系密切，且對零部件加工表面質量、加工效率和刀具磨損、使用壽命影響較大，防振、消振較為困難。圖1-3為重型機床高效銑刀結構動力失穩(wěn)所導致的劇烈磨損。 圖1-3 高效銑刀結構動力失穩(wěn)的后果 實際加工中若減小切削參數，能有效降低零部件加工過程中的切削力波動，以及銑刀-工件之間的沖擊強度，從而達到抑制強迫振動的目的，但上述手段同時會導致零部件加工效率下降。已有相關企業(yè)采用不等齒距分布的銑刀對切削能量進行有效分散，從而達到抑制強迫振動的目的，但未能解決銑刀整體振動對局部刀齒磨損不均勻性與加工表面形貌不一致的影響問題。該方法還會引起銑刀結構動力失穩(wěn)，輕則影響加工效果，重則導致生產事故。故現有研究成果難以支持面向生產現場和大型零部件高效切削工藝平臺的振動識別與控制，且難以有效解決機床、工件、工裝、刀具、切削參數變化引起切削動力學特性改變，對大型機床零部件高效切削加工質量一致性和工藝可靠性的影響問題，有必要在此方面進行深入研究。 1.1.2 重型機床零部件切削刀具技術 在重型機床零部件切削加工中，盤銑刀因具有良好的抗變形和抗振特性，以及較高的加工效率而被廣泛用于床身、橫梁、立柱等重要結合面的粗加工和半精加工之中；面銑刀有著較強的抗變形能力和較高的切削穩(wěn)定性，常用于重型機床的立柱、機床導軌面、工作臺面的精加工之中，且能采用較大的進給量，同時多刀齒參與切削，工作平穩(wěn)性較好。圖1-4所示為重型機床零部件切削加工刀具。 采用上述類型的高效銑刀對重型機床零部件結合表面進行切削時，由于切削載荷多變，刀具與工件振動程度明顯，刀片幾何角度、切削深度、進給速度及主軸轉速等對振動影響較大的因素不合理匹配，導致銑刀在切削過程中表現出由低頻振動和高頻振動相結合的振動特性。其中，銑刀產生的高頻振動使得銑刀的微動磨損急劇增加，而來自銑刀振動的微動磨損將使銑刀與被加工件接觸界面在周期性交變應力作用下產生疲勞裂紋，進而引發(fā)更大的微動磨損。同時，低頻振動通過較大振幅使刀具與工件之間具有較高的沖擊能量和較大的接觸應力，導致銑刀沖擊磨損程度顯著增大。低頻和高頻振動的交互影響使得銑刀由初期磨損階段迅速轉入正常磨損階段，明顯縮短正常磨損階段并進入急劇磨損階段，從而使銑刀的使用壽命減短，勢必也會嚴重影響加工表面質量。圖1-5所示為高效銑刀因受迫振動導致的磨損及破損。 圖1-4 重型機床零部件切削加工刀具 圖1-5 刀具因受迫振動導致的磨損及破損 在切削力載荷和離心力載荷作用下，高效銑刀的動力學特性處于不穩(wěn)定狀態(tài)，在上述背景下，銑刀時變振動特性使得各個刀齒每個時刻的位置和姿態(tài)均不相同，進而引起銑刀多齒切削行為不一致，由此導致刀具磨損不均勻和加工表面形貌的一致性降低。刀具多個刀齒磨損不均勻和加工表面形貌的不一致是高效銑刀結構動力失穩(wěn)的外在表現，其實質是高效銑刀結構穩(wěn)定性失穩(wěn)，導致銑刀每個刀齒切削層參數的變化。因此，如何識別高效銑刀結構動力學特性的影響因素，揭示高效銑刀結構動力學特性與多齒切削行為、刀具磨損行為、加工表面形貌的聯(lián)系，以實現多齒切削行為一致、刀具磨損均勻、加工表面形貌一致為目標的高效銑刀結構動力穩(wěn)定性控制方法，是高效銑刀結構動力學研究亟待解決的問題。 依據安全系統(tǒng)工程理論，高效銑刀安全性是指高轉速條件下銑刀保持其“完整”與“穩(wěn)定”狀態(tài)的能力。研究表明，隨著轉速的提高，銑刀與工件之間的沖擊、碰撞加劇，導致銑刀組件變形和位移量逐漸增大，銑刀質量分布隨之發(fā)生改變，動平衡精度下降，在遠低于《高速機械加工用銑刀 安全要求》（ISO 15641—2001）規(guī)定的安全轉速工況下，高效銑刀安全穩(wěn)定狀態(tài)開始惡化。在未發(fā)生銑刀完整性破壞之前，高效銑刀安全性存在一個動態(tài)衰退過程，如圖1-6所示。 圖1-6 某型號高效銑刀安全性衰退過程 近年來，國內各行業(yè)均程度不同地引進和應用了高效切削加工技術，僅航空工業(yè)四大主機廠就引進了數百臺高效加工機床。統(tǒng)計顯示，上述企業(yè)在《高速機械加工用銑刀安全要求》（ISO 15641—2001）和機床故障預警系統(tǒng)的雙重保護下，高效銑刀極少產生破壞性安全問題，但銑刀尚未達到《高速機械加工用銑刀 安全要求》（ISO 15641—2001）規(guī)定的安全轉速就因動平衡精度下降和刀具受迫振動而喪失部分或全部高效切削能力的現象仍然普遍存在。高效銑刀安全性衰退導致的不穩(wěn)定切削成為制約高效銑削加工效率大幅度提高的因素。 1.1.3 高效加工機床零部件中的切削能效 切削能效（能量效率）是指零部件在加工階段的切削過程中，已經發(fā)揮作用的能源量與實際能耗（消耗的能源量）的比值。所謂“提高能效”，是指用更少的能源投入提供同等的能源服務，也就是減少不必要的能耗。對于數控機床在加工過程消耗的能量，除不同電機消耗的能量外，進給系統(tǒng)和輔助系統(tǒng)也會產生相應的能耗。要完整加工一件工件需要不同系統(tǒng)的配合，如主軸傳動系統(tǒng)、進給系統(tǒng)、輔助系統(tǒng)等，無論哪個系統(tǒng)在運行過程中都會伴隨能量的傳遞與消耗。圖1-7為數控機床能耗層次結構。 重型機床零部件切削加工過程中，由銑刀、工件等所組成的系統(tǒng)內部，如在銑刀刀齒-工件前刀面之間的接觸界面、刀齒后刀面-工件已加工表面之間的接觸界面，時刻伴隨著能量、物質和信息的交換。上述能量傳遞與消耗過程受銑刀循環(huán)斷續(xù)沖擊載荷等作用而時刻處于非平衡態(tài)。在沖擊載荷引起的銑刀和工件振動，以及銑刀刀齒逐漸磨損引起的刀齒結構改變的作用下，刀工接觸界面能耗具有時變性。因此，切削能效受刀具磨損和切削過程中的振動等因素的影響較為明顯，切削能效的影響因素及其影響規(guī)律還有待研究。 圖1-7 數控機床能耗層次結構 1.2 重型機床裝配技術 1.2.1 重型機床整機裝配技術 重型機床的裝配是將加工完畢的零部件采用適當的裝配工藝方法，按生產圖樣和技術要求連接成部件或整個產品的工藝過程。整機裝配的工作量占整體產品制造工作量的30%～40%。《機械工程學科發(fā)展戰(zhàn)略報告（2011～2020）》中指出，“產品整機裝配性能的保障正在由*初的設計加工環(huán)節(jié)逐漸向裝配環(huán)節(jié)轉移”。重型機床裝配是產品制造的重要環(huán)節(jié)，在很大程度上決定了產品*終質量、運行性能、制造成本和生產周期。由于裝配通常占用的勞動量大且屬于產品生產工作的后端，采用先進的裝配技術對于提高產品生產效率和質量具有更加重要的工程意義。同時，隨著當前我國精密和超精密加工技術的快速發(fā)展，零部件加工精度和一致性顯著提高，裝配環(huán)節(jié)對產品性能的保證作用日益凸顯。 目前，機床生產企業(yè)結合現場實際工藝條件，依據裝配工藝的一般設計原則及已有的裝配工藝規(guī)范進行重型機床裝配，裝配出的重型機床整機符合國標的各項檢測指標的標準，現場裝配工藝具有一定的合理性，但還經常需要利用刮刀、基準表面、測量工具和顯示劑，以手工操作的方式，邊研點邊測量，才能使工件達到設計規(guī)定的尺寸、幾何形狀、表面粗糙度和密合性等要求，如圖1-8為重型機床裝配過程中的刮研現象。 在重型機床裝配中常會涉及二次裝配，國內現場裝配工藝調研顯示，整機在生產廠家裝配完成后，由于整機的結構龐大，現場裝配完成檢驗合格后，需要部分零部件拆卸下來，進行分別包裝，然后運往使用廠商，再次進行裝配。企業(yè)在使用廠商實施重復裝配工藝時，僅將拆卸下來的零部件按照原有工藝重新安裝在一起。但是，重復裝配時裝配對象已經發(fā)生改變，被拆卸零部件的結合面結構參數發(fā)生了變化，采用相同的裝配工藝，會使裝配精度可重復性下降。圖1-9所示為重型機床的裝配現場。 此外，在重型機床運行過程中，由于加工及裝配環(huán)節(jié)的技術指標不完善，機床裝配精度保持性較差，有時在初次運行調試時，就會出現裝配精度超差現象，只能拆卸重新修配。因此，需對重型機床整機裝配過程中的裝配精度及其劣化規(guī)律，以及整機裝配工藝設計方法進行系統(tǒng)深入的研究。 1.2.2 重型機床裝配精度 重型機床裝配過程中，其零部件結構變形和裝配誤差累積現象明顯，現有重型機床在裝配過程中常出現修配和刮研等現象，且經常存在二次裝配。上述因素導致機床*終裝配精度不達標、整機裝配精度可重復性較差，如床身、立柱、導軌、橫梁等重要零部件全行程配合精度較低，其后果是后期整機運行過程中，機床性能不斷下降，整機運行精度難以得到保證，零部件加工精度及表面質量無法滿足要求，如圖1-10所示。
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