电子工业、航天工业与核工业的发展,推动着机械制造技术朝着提高加工精度的方向发展。机械制造工业之所以要致力于提高加工精度,主要目的在于提高产品的质量和性能,增强其稳定性与可靠性,促进产品的小型化及零件的互换性,提高装配的生产效率,推进自动化生产。而精密机械、精密仪器的一个关键,在于精密丝杠的制造。

精密丝杠是精密机床的关键零件之一,它能精确地确定工作台的坐标位置或传递精确的直线运动。中华人民共和国成立前,我国还不具备制造精密丝杠的技术条件。1958年以后,国内开始生产高精度的母丝杠、丝杠车床和螺纹磨床。到1981年,我国已能制造由八段接成、长6700毫米的6级精度丝杠(全长上的累积误差为0.02毫米)以及5级精度的整体丝杠及滚珠丝杠。即便如此,这样的精度仍然无法长久适应日益严苛的市场要求。因此,制造高精度的滚珠丝杠成为机械工业部“六五”期间的重点攻关项目之一。

微机补偿磨削四级丝杠的研究

1981年,杨叔子积极响应国家号召,带领团队开始与陕西汉江机床厂合作,共同研制高精度的滚珠丝杠。汉江机床厂是20世纪60年代末国家整体布局在内地生产精密螺纹磨床的主导厂,该厂于1969年由上海机床厂分迁到陕西省汉中市,1970年正式投产,拥有各类进口加工设备和精密测量仪器。自建厂以来,经过20年持续不断的技术改造,汉江机床厂业已发展成为全国精密螺纹磨床和精密滚动元器件的主要生产基地。显然,汉江机床厂在承担此任务方面具有天然的设备与经验优势。

1982年年底回国后,杨叔子立即加入这一联合攻关行动,成为项目的总负责人,负责整个项目的总体方案以及规划与测量分析等关键内容。攻关期间,他带领工程测试教研室的老师与学生多次前往汉江机床厂,每次都要在那里实地考察一周左右的时间,与厂方一起探讨解决问题的方法。有的老师在厂里持续研究与工作两三个月,负责方案与对策的具体实施与情况反馈。

经过汉江机床厂与工程测试教研室团结一致、勇于开拓与不畏艰辛的艰苦奋斗,汉江机床厂实现了理论与实践的双重突破,成功研制出“滚珠丝杠副导程误差微型机测量、分析与处理系统”。该系统有如下特点:首先,系统中以微型计算机数字比相测量技术代替传统的模拟比相器,大大提高了比相精度,且当相位变化超出0度至360度范围时,系统仍能正常测量。其次,系统能按JB标准(机械行业标准)或ISO标准(国际标准化组织制订的标准)要求,快速求出滚珠丝杠副导程误差的回归直线、全程内的导程误差、丝杠全长上任意长300毫米的导程误差、2π弧度的导程误差和导程误差曲线的带宽。再次,根据丝杠导程误差信号,系统能用传统的FFT方法分析信号的频率特性,绘出傅立叶谱图及谱阵图。最后,研制的滚珠丝杠副测量时螺母装夹机构简单可靠,成功地解决了装夹不合理所带来的附加误差问题。1985年12月2-4日,“滚珠丝杠副导程误差微型机测量、分析与处理系统”在陕西汉江机床厂通过国家鉴定。

在此基础上,杨叔子与陈卓宁、丁洪等,同厂方技术人员继续展开深入合作,采用误差预报补偿技术,以为表彰在促进科学技术进步工作中做出贡献,特发此证书,以资鼓励。获奖项目:微模普偿信制四须丝红的研究低精度设备制造高精度滚珠丝杠,成功地在5级精度机床上稳定地磨削出4级精度丝杠(当时国家标准中最高精度等级)。1988年1月24,“微机补偿磨削四级丝杠的研究”通过专家鉴定,其技术水平被认定为“国际先进”。1991年1月,杨叔子团队在《磨床与磨削》上发表了《微机补偿磨削高精度丝杆的研究》一文,对研究成果作了具体阐述。同年3月,“微机补偿磨削四级丝杠的研究”项目获陕西机械工业科学技术进步奖一等奖。随后,杨叔子与李培生、陈卓宁、杨克冲等在继续深化研究的基础上,将《微机补偿磨削高精度丝杆的研究》进一步扩充与完善,形成《高精度丝杠磨床传动链误差微机补偿的研究》一文。此文在1991年召开的“中国机床设计与研究会”上进行了宣读,引起了与会者的高度重视与强烈反响,并作为A类论文收录于会议论文集。

精密机械加工的实践探索

日期:2022-05-17

 

电子工业、航天工业与核工业的发展,推动着机械制造技术朝着提高加工精度的方向发展。机械制造工业之所以要致力于提高加工精度,主要目的在于提高产品的质量和性能,增强其稳定性与可靠性,促进产品的小型化及零件的互换性,提高装配的生产效率,推进自动化生产。而精密机械、精密仪器的一个关键,在于精密丝杠的制造。

精密丝杠是精密机床的关键零件之一,它能精确地确定工作台的坐标位置或传递精确的直线运动。中华人民共和国成立前,我国还不具备制造精密丝杠的技术条件。1958年以后,国内开始生产高精度的母丝杠、丝杠车床和螺纹磨床。到1981年,我国已能制造由八段接成、长6700毫米的6级精度丝杠(全长上的累积误差为0.02毫米)以及5级精度的整体丝杠及滚珠丝杠。即便如此,这样的精度仍然无法长久适应日益严苛的市场要求。因此,制造高精度的滚珠丝杠成为机械工业部“六五”期间的重点攻关项目之一。

微机补偿磨削四级丝杠的研究

1981年,杨叔子积极响应国家号召,带领团队开始与陕西汉江机床厂合作,共同研制高精度的滚珠丝杠。汉江机床厂是20世纪60年代末国家整体布局在内地生产精密螺纹磨床的主导厂,该厂于1969年由上海机床厂分迁到陕西省汉中市,1970年正式投产,拥有各类进口加工设备和精密测量仪器。自建厂以来,经过20年持续不断的技术改造,汉江机床厂业已发展成为全国精密螺纹磨床和精密滚动元器件的主要生产基地。显然,汉江机床厂在承担此任务方面具有天然的设备与经验优势。

1982年年底回国后,杨叔子立即加入这一联合攻关行动,成为项目的总负责人,负责整个项目的总体方案以及规划与测量分析等关键内容。攻关期间,他带领工程测试教研室的老师与学生多次前往汉江机床厂,每次都要在那里实地考察一周左右的时间,与厂方一起探讨解决问题的方法。有的老师在厂里持续研究与工作两三个月,负责方案与对策的具体实施与情况反馈。

经过汉江机床厂与工程测试教研室团结一致、勇于开拓与不畏艰辛的艰苦奋斗,汉江机床厂实现了理论与实践的双重突破,成功研制出“滚珠丝杠副导程误差微型机测量、分析与处理系统”。该系统有如下特点:首先,系统中以微型计算机数字比相测量技术代替传统的模拟比相器,大大提高了比相精度,且当相位变化超出0度至360度范围时,系统仍能正常测量。其次,系统能按JB标准(机械行业标准)或ISO标准(国际标准化组织制订的标准)要求,快速求出滚珠丝杠副导程误差的回归直线、全程内的导程误差、丝杠全长上任意长300毫米的导程误差、2π弧度的导程误差和导程误差曲线的带宽。再次,根据丝杠导程误差信号,系统能用传统的FFT方法分析信号的频率特性,绘出傅立叶谱图及谱阵图。最后,研制的滚珠丝杠副测量时螺母装夹机构简单可靠,成功地解决了装夹不合理所带来的附加误差问题。1985年12月2-4日,“滚珠丝杠副导程误差微型机测量、分析与处理系统”在陕西汉江机床厂通过国家鉴定。

在此基础上,杨叔子与陈卓宁、丁洪等,同厂方技术人员继续展开深入合作,采用误差预报补偿技术,以为表彰在促进科学技术进步工作中做出贡献,特发此证书,以资鼓励。获奖项目:微模普偿信制四须丝红的研究低精度设备制造高精度滚珠丝杠,成功地在5级精度机床上稳定地磨削出4级精度丝杠(当时国家标准中最高精度等级)。1988年1月24,“微机补偿磨削四级丝杠的研究”通过专家鉴定,其技术水平被认定为“国际先进”。1991年1月,杨叔子团队在《磨床与磨削》上发表了《微机补偿磨削高精度丝杆的研究》一文,对研究成果作了具体阐述。同年3月,“微机补偿磨削四级丝杠的研究”项目获陕西机械工业科学技术进步奖一等奖。随后,杨叔子与李培生、陈卓宁、杨克冲等在继续深化研究的基础上,将《微机补偿磨削高精度丝杆的研究》进一步扩充与完善,形成《高精度丝杠磨床传动链误差微机补偿的研究》一文。此文在1991年召开的“中国机床设计与研究会”上进行了宣读,引起了与会者的高度重视与强烈反响,并作为A类论文收录于会议论文集。