基于ANSYS Workbench的A/C双摆铣头模态分析

A/C摆角铣头是五轴联动大型数控铣床的关键部件,其动态特性直接影响铣床的加工精度和表面粗糙度。以A/C摆角铣头为研究对象,利用三维建模软件Pro/E 4.0对A/C双摆铣头进行三维建模,导入ANSYS Workbench1 3.0有限元分析模块中进行模态分析,得到了模型的前6阶固有频率以及振型,研究了固有频率对铣头结构的影响,避免了共振产生,找出了结构的振动薄弱部位,为铣头结构优化设计提供理论参考。     

直驱式A/C轴双摆角铣头的扭转刚度

大功率、直驱式双摆角铣头是高档五轴联动数控铣床的核心部件,欧美等工业发达国家将其作为战略物资限制出口,因此自主研发该类铣头对提升国防安全具有重要意义.简要介绍了自主设计铣头的机械结构以及主要性能参数,用有限元方法计算了铣头在C轴转动和C轴锁紧2种工况下的扭转刚度,得到A轴摆角与铣头整体结构刚度的关系曲线图,A轴摆角为0时铣头的扭转刚度最大,A轴摆角为90°时铣头的扭转刚度最小,铣头在锁紧时较转动时的扭转刚度大.该计算可以对铣头的设计和结构改进提供技术支持.     

直驱式A/C双摆角重型铣头力学分析

基于直驱式A/C双摆角重型铣头结构几何模型建立了整机有限元模型,采用杆单元等效模拟连接轴承,并对其进行了力学分析.双摆角铣头在工作过程中,其固有频率和电主轴末端位移随着A轴摆角的摆动而波动,并且整机性能由其结构薄弱环节C轴组合轴承决定.     

基于锤击法的木工双摆角铣头模态分析

根据多体系统理论与模态分析原理,综合考虑木工双摆角铣头的结构特点,确定采用试验模态分析方法,研究木工双摆角铣头的振动特性;提出运用PULSE多分析仪系统,采用锤击法对木工双摆角铣头整体结构进行试验测试分析;得出木工双摆角铣头前六阶模态对应的固有频率、阻尼比和结构模态振型,结果表明该木工双摆角铣头抗振性能满足木材加工要求。     

双摆角铣头摆角切削力矩的计算研究

双摆角铣头是高档数控机床的关键功能部件之一。双摆角铣头结构是实现大型数控龙门镗铣床及加工中心五轴联动的主要形式。首先介绍了通过实验方法计算切削力的过程,在摆角范围给定的条件下,通过理论推导和计算给出了某种结构A/B双摆角铣头摆角切削力矩的计算公式,最后通过特殊位置和任意位置进一步验证了公式的正确性。摆角切削力矩是摆角驱动力矩的重要组成部分,此计算公式的研究对摆角铣头的结构设计具有重要的指导意义。     

铣头自动交换技术在A/C轴双摆角铣头中的应用

针对A/C轴双摆角铣头的结构特点,研究了A轴自动交换过程中的A轴自动交换原理、对接元件的对接过程、对接元件的过定位问题以及A轴与铣头库的定位问题。通过对样机试制与实验验证,充分证明了该技术的合理性。     

直驱式A/C轴双摆角铣头故障树分析和泄漏问题改进

可靠性是直驱式A/C轴双摆角铣头的一项重要技术指标。通过对双摆角铣头总体结构故障树分析,建立双摆角铣头系统等效可靠性串联模型和故障树模型,采用故障树分析法排查系统中的故障形式,得出双摆角铣头系统的关键性环节,为系统改进及故障诊断提供参考依据。并针对泄漏出现的问题,提出解决办法,取得了良好的效果。     

A/C轴双摆角铣头发展现状与关键技术

A/C轴双摆角铣头是中、大规格龙门式五轴联动加工中心的关键功能部件。分析了国内外A/C轴双摆角铣头的发展现状,指出了国内现有水平与世界先进水平的技术差距,并详细阐述了该类产品的关键技术,主要包括直驱技术、机械传动消隙技术、旋转轴夹紧定位技术、A轴自动交换技术,几何误差检测与补偿技术,详细阐述了各个关键技术的技术特点以及在A/C轴双摆角铣头中的应用方法,对我国A/C轴双摆角铣头今后的研发工作起到了重要的推动作用与借鉴意义。     

A/C轴双摆角铣头的设计

基于普通龙门加工中心基础上而设计的A/C轴双摆角机械传动铣头,可以针对不同型号的数控龙门铣床进行量身定做;可以为企业利用现有龙门加工中心进行升级改造实现五轴联动加工的愿望;也可以为机床制造工厂设计A/C轴双摆角铣头提供参考.     

木工双摆角铣头C轴回转精度测试与分析

介绍了木工双摆角铣头的结构原理,借助激光干涉仪对双摆角铣头C轴回转定位精度和重复定位精度进行测试,并对测试结果进行误差分析。结果表明:木工双摆角铣头C轴回转精度基本符合技术要求,测试结果呈现一定的规律性,可通过控制系统进行误差补偿来进一步提高精度。     

超声振动铣削加工参数对切削力的影响

为了改善传统铣削钛合金的加工条件,研究了进给方向超声振动辅助铣削对切削力的影响。定值计算了不同振动频率、振幅、铣削速度时的净切削时间比,建立了对工件施加超声振动的铣削加工三维有限元模型,根据仿真结果讨论了加工参数对进给方向切削力瞬时值的影响,并结合净切削时间比分析了加工参数对三个方向切削力平均值的影响。研究表明:施加超声振动后切削力明显减小;振动频率小于40kHz和振幅小于30μm时切削力平均值同净切削时间比变化趋势一致,当频率或振幅超过上述值时,刀具、工件间的摩擦力对切削力平均值的影响显著。     

加工方钻杆专用机床的铣头设计与分析

以加工方钻杆专用机床的铣头为研究对象,设计并分析其机械结构是否满足加工工件的需要。具体介绍铣头设计过程及结构布置形式,同时对其铣头结构进行有限元分析,建立铣头结构三维模型。对其模态分析后,得出了其铣头箱体的前六阶固有频率和振型,与铣头切削时的振动频率进行比较。分析结果为评定方钻杆机床的动态特性提供了依据,并且为具有与其相似结构的铣头提供了理论基础。     

基于有限元的落地镗铣床立柱优化设计

为完成某市嘉龙机械制造有限公司委托开发数控落地镗铣床的项目,从根本上提高TX6916落地镗铣床的动态性能和市场竞争力,采用有限元法对TX6916落地式镗铣床立柱进行模态分析,得到了立柱的振动特性(固有频率和主振型)。在不改变立柱主体结构的基础上对立柱进行拓扑优化设计,以立柱的体积为约束,立柱的第一阶自振频率为目标函数。在降低立柱筋板质量的条件下,提高了立柱的第一阶固有频率。为立柱的进一步优化提供了基础。     

铣头主轴系统动力学特性的有限元分析

应用有限元分析计算的方法,在产品设计阶段对铣头主轴系统进行模态和频率响应分析．以校核主轴设计的动态性能。通过制造后的实验测试,证明有限元分析方法中,合理的建模和计算参数的设定,对设计方案的动力学特性评估有较好的准确性。     

高速加工铣刀结构参数研究

针对高速加工过程中铣刀产生的振动进行了研究,利用有限元软件对不同结构铣刀模型进行了模态分析。分析表明:随铣刀齿数的增加,其固有频率越低,越易引起共振;相同齿数情况下,一阶和二阶铣刀固有频率接近,而之后的各阶固有频率相差很大;切削载荷对铣刀固有频率影响不大。     

基于ANSYS Workbench的高速电主轴模态分析及其动特性实验

介绍了电主轴的主要结构,并以260XDJ 12型车铣复合加工中心用电主轴建立有限元模型,应用ANSYSWorkbench对电主轴进行模态分析,得到其固有频率、振型以及临界转速.并通过激振试验对分析结果进行实验验证,实验结果验证了电主轴设计的合理性.     

Partial Surface Damper to Suppress Vibration for Thin Walled Plate Milling

The material removal rate and required workpiece surface quality of thin-walled structure milling are greatly limited due to its severe vibration, which is directly associated with the dynamic characteristics of the system. Therefore, the suppression of vibration is an unavoidable problem during milling. A novel partial surface damping method is proposed to modify the mode of the thin walled cantilever plate and to suppress vibration during milling. Based on classical plate theory, the design criterion is analyzed and configuration of the partial surface damper is introduced, in which viscoelastic plate and constraining plate are attached to the surface of the plate to increase the system’s natural frequency and loss factor. In order to obtain the energy expression of the cutting system, the Ritz method is used to describe the unknown displacements. Then, with Lagrange’s equation, the natural frequency and loss factor are calculated. In addition, the plate is divided into a finite number of square elements, and the regulation of treated position is studied based on theoretic and experimental analysis. The milling tests are conducted to verify its damping performance and the experimental results show that with treatment of partial surface damper, the deformation of the bare plate is reduced from 0.27 mm to 0.1 mm, while the vibration amplitude of the bare plate is reduced from 0.08 mm to 0.01 mm. The proposed research provides the instruction to design partial surface damper.     

DYNAMICS ANALYSIS OF SPECIAL STRUCTURE OF MILLING-HEAD MACHINE TOOL

The milling-head machine tool is a sophisticated and high-quality machine tool of which the spindle system is made up of special multi-element structure. Two special mechanical configurations make the cutting performance of the machine tool decline. One is the milling head spindle supported on two sets of complex bearings. The mechanical dynamic rigidity of milling head structure is researched on designed digital prototype with finite element analysis（FEA） and modal synthesis analysis （ MSA ） for identifying the weak structures. The other is the ram structure hanging on milling head. The structure is researched to get dynamic performance on cutting at different ram extending positions. The analysis results on spindle and ram are used to improve the mechanical configurations and structure in design. The machine tool is built up with modified structure and gets better dynamic rigidity than it was before.