采用激光干涉仪检测混联数控机床回转轴的运动精度,达到对其综合评价的目的,为机床的运动精度误差补偿做准备.对雷尼绍激光干涉仪的结构和角度测量原理进行了详细探讨,分析了干涉仪在回转轴运动精度测量中的主要影响因素和误差诱因;作出了角度测量中正弦近似误差特性曲线,并提出了该测量误差的数学模型;讨论了激光波长补偿的机理,提出了一种通用、简便易行的回转轴角位移精度检测方法.

针对圆柱圆周表面激光淬火的温度场形成特点,利用Abaqus软件对其进行温度场仿真分析。通过对圆柱进行三维实体建模,细化作用面,细分作用时间步长等操作,实现了对圆柱圆周表面激光淬火的温度场瞬态形成仿真。通过对仿真所得结果进行分析,得出对于圆柱圆周表面的激光淬火温度场来说淬火路径开始区域的淬火温度比淬火路径末端区域的淬火温度小。从而说明在圆柱圆周表面激光淬火时,由于激光光斑扫描的方向是趋于已淬火区域,所以已淬火区域的残留温度会对淬火区域的基温有影响,从而使得激光淬火路径末端区域的淬火温度高。研究为利用Abaqus软件对圆柱圆周表面激光淬火温度场形成仿真分析提供了指导,对圆柱圆周表面激光淬火工艺应用于实际生产有很大的帮助。

激光淬火工艺是一种新型的热处理加工工艺。为了提高激光淬火质量,本研究对轴承钢GCr15试件进行激光淬火实验。在实验中分别改变激光淬火主要工艺参数——光斑大小以及激光束扫描速度等,测量淬火后淬火区域表面硬度,以分析激光淬火工艺参数对试件表面硬度的影响。在此基础上采用正交试验的方法对激光淬火工艺参数进行优化。结果表明,采用优化后的工艺参数可以得到较高的淬火硬度。本研究为实验确定较佳激光淬火工艺参数提供了指导。

对宏微进给系统的位置误差进行了检测和误差补偿。设计了基于压电型微驱动器的宏微双驱动精密定位系统,宏动台由伺服电机直接驱动,微动台由压电陶瓷驱动器和弹性铰构成,并由压电陶瓷驱动器驱动。微动台被安装在宏动台上,微动台和宏动台是串联的关系。宏动台只用于实现大行程微米级定位,而纳米级定位交由微动台实现。利用激光干涉仪对宏微进给沿导轨做直线运动时的定位误差和重复定位误差进行了检测,并参照数控轴线的定位精度和重复定位精度的定义对测量的误差数据进行了分析和处理。采用PMAC的丝杠补偿和间隙补偿功能对单、双向定位误差重复定位误差进行了补偿,并将补偿前后的检测结果进行了对比,轴线的定位误差和重复定位误差都显著减小,表明所采用的补偿策略是可行有效的。

在对直线运动坐标定位精度的干涉测量原理和方法进行深入研究的基础上，对干涉测量的误差进行了分析。采用激光干涉法检测了混联机床X轴的定位精度和重复定位精度，并作出了基于测量数据的混联机床X轴单向均位偏差特性曲线，推导出了X轴正、反向运动定位误差的数学模型。利用最小二乘法拟合得到了机床直线运动坐标目标位置的均值误差补偿数学模型，提出了一种直线运动坐标定位精度的激光干涉测量方法和误差补偿模型的建模方法，并对X轴的定位精度进行了补偿。

针对宏微进给系统,利用弹性铰的微变形原理设计了宏微系统中的微动台。采用最小位能原理推导出一般弹性铰的二维刚度矩阵;并将此刚度矩阵应用于设计有弹性铰的微进给平台中,给出了所设计的微动台简化的计算模型。将简化模型计算结果与有限元计算结果和实验结果比较,结果证明了该方法的有效性和实用性。

五轴联动机床的非线性误差和后置处理算法影响着机床的加工精度。本文针对自主研发的小型立式五轴联动机床进行了非线性误差分析,给出了误差补偿算法;对机床刀轴矢量和机床坐标变换进行了推理,分析UG生成的标准刀位文件和数控G代码之间的关系,利用MATLAB的GUI功能开发了后置处理器。以某眼镜片的修缘加工为例,验证了非线性误差分析和补偿方法的正确性及后处理的有效性。

针对传统研磨方法的研磨轨迹覆盖均匀性等问题,开展了X-Y联动的平面研磨轨迹仿真与实验研究。建立了该X-Y联动的平面研磨轨迹运动模型,仿真分析了初始向径、初始相位角、转速比、X-Y联动轨迹等参数对研磨轨迹的影响规律;在自主研发的样机平台上开展了研磨实验研究。对试件研磨表面的平面度与粗糙度进行检测,验证了研磨轨迹曲线仿真方法的有效性,表明良好的研磨组合参数是提升研磨表面质量的必要因素。

在平面研磨中，研磨盘的磨损也对工件的表面质量有很大的影响，研磨盘的磨损机制一直都是国内外探讨的重点问题。采用固着磨料研磨技术，提出一种多参数平面研磨加工方法，并从研磨盘磨损轨迹分析进行了分析和仿真。结果表明：该平面研磨方法克服传统行星式研磨方法的相关缺陷，并降低轨迹重复率，还获得了分布更均匀的研磨相对速度。

理论仿真和实验分析均证明新设计的电液锤液压系统可以实现一阀多用的功能为进一步提高电液锤液压控制系统的可靠性对其中专用的三位三通手动换向阀进行了改造.仿真结果表明将改进后的换向阀用于电液锤的液压系统将使液压控制系统的控制可靠性大大加强.