基于非线性连续损伤的机床轴结构疲劳研究

运用MINER线性累积损伤理论对机床轴结构进行疲劳研究时,由于不能连续描述损伤与载荷之间的关系,在高周疲劳寿命预测过程中其计算结果不能令人满意。为此,基于CHABOCHE提出的单轴非线性连续累积损伤理论,通过对45钢进行疲劳试验获得了轴结构材料的S-N曲线,在对机床载荷谱简化处理的基础上,建立了适于机床轴结构寿命预测的多轴非线性连续损伤累积模型。实例计算证明,该模型能准确描述机床轴结构损伤累积过程,计算结果更符合工程实际。     

发动机缸体三轴镗组合机床的设计

文章针对汽车发动机缸体三轴镗组合机床加工精度提高的要求,在现有产品和技术的基础上,进行三轴镗组合机床设计的研究。对机床的整体布局方法进行介绍,着重对数控机械滑台、夹具等关键部件的结构改进和创新以及功能性进行说明,同时对产品的刀具特点、机械手的输送和机床的环境保护方面进行关注。三轴镗组合机床的成功设计,促进我国汽车发动机缸体关键工序加工国产化的进程,以此为基础的组合机床产品还在国家重大专项中获得应用。     

TK6920浇灌定位组合镗轴动态特性分析及应用

TK69系列大型数控落地铣镗床是《国家中长期科学和技术发展规划纲要》(2006—2020)和国家统计局《战略性新兴产业分类(2012)》重点发展的项目,其主轴的动态性能直接影响到机床的加工精度。结合TK6920主轴的功用,提出一种浇灌定位组合镗轴,基于机床有限元法对其动态特性进行了分析和试验验证,得出该镗轴具有良好的抗振性能和结构工艺性,满足重型机床高速、高精、高效的需要。     

基于网络的数控机床故障预警与诊断平台设计与实现

以大型数控曲轴磨床、重型轧辊磨床和用于核电装备制造的重型数控镗铣床等为研究对象,研究了这类装备关键部件信号采集、故障诊断与预警技术,研制了现场监测与故障诊断仪,建立了这类装备的故障诊断知识库,开发了数控机床故障预警与诊断模型和数控机床故障预警与诊断平台,实现了轧辊数控磨床、数控曲轴磨床和重型数控镗铣床等机床的状态显示、故障诊断和性能预报。     

考虑环境温度的重型落地镗铣床热误差建模研究

重型落地镗铣床因自身尺寸大、结构复杂且易受多热源影响导致其产生较大的热变形,使得主轴刀尖点产生偏移,降低乃至严重恶化机床加工精度。本文针对重型落地镗铣床开展了不同环境温度和工况的热特性实验,依据实验结果对常见的热误差模型进行对比分析得到了一种鲁棒性更强、预测效果好的模型,为重型落地镗铣床热误差控制提供参考依据。     

薄壁长筒零件深孔镗削工艺与数控组合机床设计

文章对薄壁长筒类零件内孔镗削方法进行了分析,并设计了深孔镗削数控组合机床.同时机床的布局及主轴箱、弹簧夹头、深孔镗刀等关键部件进行了详细介绍.该机床的成功研制,解决了薄壁长筒零件深孔加工的难题,通过更换数控加工程序,更换夹头及刀具,调整液压中心架和导向架的轴向位置,该机床可以实现不同尺寸薄壁长筒类零件的内孔加工,运行效果良好.     

基于ABAQUS/FE-SAFE的机翼结构多轴疲劳分析

以CAE技术为基础对机翼结构进行多轴疲劳分析。为了能够准确预测机翼结构的疲劳寿命,采用流体力学分析与有限元分析相结合的方法,使用流体力学分析软件FLUENT对机翼飞行外载荷特性进行了分析,在有限元分析软件ABAQUS中进行了机翼结构静力学分析,并基于Brown-Miller多轴疲劳理论,利用FE-SAFE软件进行机翼结构多轴疲劳分析,得到了机翼结构的疲劳寿命情况以及疲劳薄弱位置。分析结果与实际情况对比表明,该方法可有效预测机翼结构疲劳寿命,为机翼结构疲劳分析提供新途径,为机翼设计时估算机翼使用寿命提供参考。     

铲斗镗孔专用机床的设计

对装载机、挖掘机铲斗两组平行孔系的加工工艺进行了探讨,分析了现行铲斗镗孔工艺的不足,提出了采用专用机床加工铲斗两组平行孔系的工艺方案,从而保证两组孔系的平行度和同组孔系的同轴度。介绍了铲斗镗孔专用机床的整体布局,详细阐述了该机床关键部件镗模架、镗刀杆和可变主轴箱的设计。     

极限载荷下滚珠丝杠疲劳弹性寿命可靠性分析北大核心

为了提高极限工况下滚珠丝杠副的可靠性,对滚珠丝杠副疲劳弹性寿命可靠性进行了研究。根据现有的丝杠疲劳弹性寿命模型,基于不确定理论首先建立同时随机不确定性和认知不确定性的疲劳弹性寿命可靠性分析模型;引入两层参数不确定算法,并进行仿真计算,最后研究了各参数及其不确定度对寿命可靠度的影响程度。研究结果表明,参数的不确定性对可靠度影响较大,通过开展可靠性试验,发现试验结果与模型计算的可靠度非常接近,证明了模型的可行性。计算结果表明,轴向载荷的不确定性影响最小,其次是导程、滚珠直径、节圆直径、适应比,接触角的不确定性影响最大,且不确定度越大,对可靠度影响越大。     

卧式加工中心机械镗轴热膨胀及补偿的研究与应用

对镗轴伸缩式卧式加工中心机床机械镗轴在高速范围(2 000~3 000 r/min)加工时,就其热变形量和热变形的原因进行研究,并找出行之有效的补偿方法,以满足机械式镗轴卧式加工中心在加工精度高要求的条件下使用。经检测发现:热影响的各参数中,镗轴后轴承位置的温升明显,且与镗轴热伸长有较好的线性拟合关系。选用PTl00型温度传感器进行温度数据采集并反馈到数控系统中进行轴向补偿,最终以满足加工的需求。     

专用数控机床主轴早期可靠性控制图分析

数控机床主轴早期可靠性研究是数控机床可靠性研究的关键组成部分。通过对数控机床主轴早期故障实验前采集的主轴变形数据的分析，建立了早期可靠性变形控制图，用来监控主轴早期可靠性。根据对数据的分析，判断主轴是否存在故障，进而在不损坏机床主轴的前提下，消除主轴早期故障，提高机床可靠性。     

TK6920型数控铣镗床主轴箱的计算机辅助分析及改进设计

文章研究内容针对TK6920型数控铣镗床主轴箱CAD分析及优化,运用solidworks软件建立了三维CAD设计分析模型,并采用ansys有限元软件建立了有限元模型并进行静态刚强度分析.计算分析了主轴箱的应力及应变,在此基础上构建了主体结构的优化计算模型,将主轴箱进行了优化设计,尝试了新的改变约束的方法,与初始设计进行对比分析,为主轴箱的结构设计及改造提供理论依据.     

液压锁紧轴套锁紧扭矩计算与实验研究

液压锁紧轴套是五轴联动机床的关键部件,能够在压力载荷作用下发生较大的弹性变形,锁紧进给轴的转动自由度,对机床定位锁紧和加工精度有重要的影响,锁紧扭矩是液压锁紧轴套设计的重要参数。为研究轴套壁厚、压力载荷、配合间隙及轴套长度4个参数对液压锁紧轴套锁紧进给轴时产生的锁紧扭矩影响,首先用有限元方法计算了液压锁紧轴套工作时的变形、轴套与进给轴之间的接触应力分布;然后在进给轴外表面对接触压力积分得到轴套作用在进给轴上的正压力,进而得到锁紧扭矩;最后在自主设计的实验台上进行锁紧扭矩测试实验,对有限元方法计算数据进行验证。结果表明:有限元方法计算得到的理论数据相对实验数据相对偏差均小于4.87%,验证了有限元方法计算的理论数据可靠性。该有限元方法计算的理论数据可以对液压锁紧轴套结构设计提供参考。     

大直径工件分度圆周孔非常规机械加工技术探讨

介绍了两种大直径工件分度圆周孔非常规的机械加工技术,并经实际操作检验证明了其操作方便,加工精度高,加工品质可以媲美大型镗床,解决了大直径工件分度圆周孔需借助大型镗床进行加工的难题。     

考虑参数不确定性的疲劳断轴可靠性分析方法

主轴是综合传动装置中的核心元件，其可靠性直接影响综合传动装置的正常运行。针对综合传动装置主轴的疲劳失效模式，在有限元仿真的基础上考虑参数不确定性进行可靠性分析。针对疲劳断裂的主轴建立模型进行瞬态动力学仿真，获取承载工况下最大剪切应力。在此基础上考虑参数分散性对主轴强度与所受应力的影响，进行不确定性分析，并基于广义应力-强度干涉理论，运用蒙特卡洛抽样方法进行可靠度计算。在实际使用中，特殊任务下多次发生未预料的断轴故障，主轴的实际使用寿命远低于设计寿命，以该特殊任务为例进行主轴的可靠性分析。研究结果表明：针对疲劳断轴故障，采用考虑不确定性的可靠性分析方法可行。通过案例分析得到了主轴特殊工况下的疲劳寿命。     

按极限进给量切削时大型数控龙门镗铣床立柱端面的作用力及其分布

确定极限进给量切削时大型数控龙门镗铣床立柱端面的作用力是开展该类机床立柱结构强度及刚度校验的必要前提，本文着重介绍某大型数控镗铣床主轴处于横梁端部位置并以极限进给量切削时立柱端面的作用之力计算方法，本文所涉内容对同类型机床的立柱等大件结构的设计，强度和刚度校验等具有实际参考价值。     

精密机床主轴弹簧夹头夹紧力计算方法研究

研究精密机床主轴弹簧夹头夹紧力计算方法,建立了弹簧夹头夹紧力的可靠性分析模型,并对某精密机床主轴弹簧夹头夹紧力可靠度进行了计算;建立了整个弹簧夹头夹紧机构的非线性有限元模型,通过与理论计算结果的对比验证了有限元模型的准确性;通过有限元分析得到了弹簧夹头夹紧状态下夹紧面接触变形规律,为精密机床主轴弹簧夹头的设计及性能分析提供了方法和依据。     

14t摩擦焊机主轴的多工况静动态特性研究

以自行设计的14 t连续驱动摩擦焊机主轴结构为研究对象,应用有限元分析软件对主轴进行多工况下的静动态相关特性研究。在静态特性方面,运用ANSYS的子模型分析技术研究主轴多工况下的刚度、强度与疲劳等静力学特性。与传统研究方法相比较,该方法提高了求解效率与精度。基于此,对焊机主轴结构设计的合理性进行验证。在动态特性方面,对主轴约束模式下的前6阶固有频率进行计算,与临界转速对比后,验证了主轴设计的安全性。     

动臂镗孔卧式双面8轴数控专用机床研制

针对装载机动臂尺寸大、各组孔系加工精度高、普通镗床和浮动镗床加工装夹困难、精度难以保证等工艺问题,设计了工序集中、一次装夹可以完成4组8个孔加工的卧式双面8轴数控专用机床。介绍了机床的总体结构、工作原理和技术参数,重点阐述了机床镗削头与主轴箱、夹具系统和复合镗刀杆的设计。该机床主轴间距自动可调,可完成多型号动臂零件孔距变化的要求,是动臂镗孔高效加工的理想设备。