高精度加工中心床身结构拓扑优化研究与实践

采用变密度法对某叶片加工中心的床身进行拓扑优化分析,得到床身结构的拓扑优化变密度云图,用静刚度分析结果将床身结构分为主功能区和辅助功能区;分析比较了不同筋板布局形式和厚度的床身动态特性。将拓扑优化与动态性能分析相结合,分别改进两个功能区的筋板布局来提升床身整体性能。在原有床身质量不变情况下,静刚度提高25%,第一阶固有频率提高13%。这种结构设计方法,具有工程应用价值。该研究结果对提升机床基础件刚度及稳定性提供理论支撑,对数控机床大型基础件结构优化具有借鉴意义。     

基于元结构和框架优选的数控机床床身结构动态设计研究

提出数控机床大件结构设计元结构和基本框架的概念,把由床身筋板围成的栅格称为筋格,床身的宏观构形为基本框架。筋格的动态特性直接影响机床床身的动态特性。分别以筋格各边长、板厚和清砂孔径为设计变量,以筋格的固有频率为优化目标,进行有限元动态设计,得到相应的筋格的基频随设计变量变化的曲线图;通过有限元分析,忏悔 床身的高度与宽度接近时,床身的动态特性较好。用有限元分析法对简化的床身结构动态特性进行研究,总结出对数控机床身设计具有普遍指导意义的规律,可用于数控机床床身结构初步设计。     

机床床身结构的有限元分析与优化

利用有限元法对机床床身进行静、动态分析,并使用渐进结构优化算法对床身结构进行基于基频约束和刚度约束的拓扑优化,为ESO方法在机床大件结构拓扑优化中的应用做了有益的尝试.     

数控插齿机床身的静动多目标拓扑优化设计

为了提高数控插齿机床身结构静刚度和动态性能,基于SIMP材料插值方法,采用折衷规划法,建立以刚度最大化和低阶模态频率最大化的多目标拓扑优化模型,对数控插齿机床身进行拓扑优化,得到最佳拓扑形式。根据拓扑形式重构床身模型,并对原结构模型和重构模型进行分析,结果表明,经过拓扑的结构能同时满足数控插齿机床身静刚度和振动低阶频率的要求,为数控插齿机床身结构拓扑优化设计提供一种方案。     

温热理疗床身模态分析及其结构优化

针对KM01型温热理疗床存在的结构振动和噪声偏大的问题,运用有限元分析软件HyperWorks计算理疗床身的结构模态参数,以此为基础,基于拓扑优化的基本理论,建立理疗床身的简化模型.根据对理疗床身简化模型拓扑优化的结果,对理疗床身的结构改进提出了建议并进行了尝试.     

数控机床床身结构动力学优化与谐振响应分析

运用APDL建立数控机床床身的参数化有限元模型,在ANSYS软件平台上对其进行模态分析。以建模参数为设计变量,采用随机搜索法对床身结构进行动态优化设计,优化结果使床身基频提高了7.11Hz,有效地增强了床身的抗振性,同时使其体积减小了约5.12%,减轻了床身自重。在动力学优化基础上对床身结构进行谐振响应分析,获得了激振区域的幅频响应曲线与应力频率响应曲线,确定了有较大危害的共振频率区域,为数控机床的高速化设计和减振降噪提供了重要依据。     

机床床身结构优化设计方法

结合基于近似模型的尺寸优化及拓扑优化技术,提出了机床床身结构优化设计的策略.首先以床身结构的刚度和基频为设计目标,以床身内部横隔板间距及厚度、垫铁间距为设计变量,通过中心复合设计法生成实验所需的设计变量的样本点,对生成的样本点进行有限元分析得到样本点的响应,借助最小二乘法建立近似模型二阶响应曲面.采用折衷法建立多目标优化模型,并用遗传算法进行求解.在此基础上,采用密度法对床身结构进行拓扑优化.实例计算结果表明,优化后床身质量减轻了4.45%,而刚度提高了5.8%.     

基于固有频率分布的床身优化设计研究

床身是卧式加工中心的主要承载部件,其动态性能对整机动态性能影响显著。建立了床身的简化实体模型,基于Hyper Mesh进行了网格划分,建立床身的有限元模型,分析计算了床身的前六阶固有频率与振型;根据正交试验原则,构建了床身拓扑优化的正交试验表,并以保持床身各阶固有频率分布情况不发生明显变化为前提,进行床身的拓扑优化试验研究,对床身轻量化设计方法进行了探究;最后,根据拓扑优化分析结果,提出了床身的结构优化方案,且结果表明:优化后的床身固有频率分布未发生显著变化,优化后床身质量较优化前减小了3.8%。     

基于ABAQUS的数控成形铣齿铣床床身结构的动态优化设计

床身是数控机床的重要基础部件,其结构设计是否合理将直接影响整个机床的动态特性。文中运用ABAQUS对某型数控铣齿机床床身进行模态分析,对比分析了圆形和方形两种不同的出砂孔形状对床身固有频率的影响,同时对床身内部横向、纵向筋板厚度以及床身壁厚的变化对床身动态特性的影响进行了分析,并以此结果为依据,在避免数控机床发生共振的前提下,以减轻床身的重量为优化目标,对原有机床进行结构优化,最终使得床身重量减轻了1.68t,满足优化目标,也为后续机床结构设计提供参考依据。     

机床床身结构优化设计方法研究

机床床身是数控机床的重要组成部分,其设计合理性对机床使用周期和质量都会产生较大影响。随着计算机技术的不断发展,设计人员在进行机床床身结构设计时,需要运用先进分析工具确保机床床身结构更适合生产需求。基于数学计算模型构建,对无筋板框架结构垫铁位置、筋板布局以及筋板尺寸三大主要部位进行优,为机床床身结构设计提供理论参考。     

基于网络透明桥技术的数控程序传输与研究

针对数控机床网络化的发展趋势,本文提出一种新的数控程序网络传输技术。通过对数控机床与计算机串口通信原理的分析,重点论述了网络透明桥技术的基本原理、拓扑结构及通信系统功能软硬件的实现;给出了数控程序网络传输的网络结构图和实现流程。     

基于有限元分析的数控机床床身结构动态优化设计方法研究

运用结构动态设计原理和有限元法(finite element method)的变量化分析技术,提出一种数控机床床身结构的动态设计方法和流程。结构的固有频率越高,其动、静刚度越好。以一立式加工中心床身为例,先提取床身的典型元结构和框架结构对其进行优化,在此基础上以床身结构固有频率为优化目标,以元结构和框架结构优化结果为依据,提出该床身结构若干改进方案,并对各方案进行比较分析。文中提出的方法可推广到其他结构的动态设计中。     

采用Cimatron的华中数控系统后处理的实现

针对Cimatron自动编程软件牛成的NC代码不能直接应用于配备华中数控系统机床的局限性,设计了专用于配备华中数控系统的后置处理程序,并成功运用于生产实践.     

基于CAN总线的数控机床网络化研究

介绍数控机床组网方式和基于CAN总线的数控机床网络，给出了网络通讯结构和硬件方案、系统软件设计。     

基于PMAC的轧辊磨床数控系统的开发

介绍应用PMAC运动控制器进行轧辊磨床数控系统开发，阐述PMAC相关功能在轧辊磨床上的合理应用，以及轧辊磨床数控系统的软硬件设计，为同类研究提出一条有效途径。     

虚拟样机技术在机床回转工作台的研究与应用

回转体工作台是机床上的一个都件，在建立参数化模型结构的基础上，提出基于UG NX4的参数化设计，提高回转体工作台的快速设计系统构想，其中包括标准件参数化建模、标准件库的建立与使用。利用UG NX4建立的回转体工作台模型，最后进行静力学和动力学仿真，运用UG与Nastran对元件进行有限元分析、优化分析，并修改参数化模型的工作流程。     

NC 机床 CAIDS 中评价子系统设计方法研究及实现

根据数控机床的工业造型特点，在分析研究的基础上，提出分类－综合评价方法的新思路，并结合ＮＣ机床ＣＡＩＤＳ开发了计算机辅助评价子系统以便对数控机就要的工业造型进行全面的评价，着重地描述和讨论了评价系统的软件结构。     

渐进成形机床床身结构分析与优化设计

以ANSYS13.0 Workbench为平台,用有限元方法对某型号金属板料数控渐进成形机床床身进行了静力和动态性能分析.在分析结果的基础上运用灵敏度分析的方法对机床进行进一步优化,提高了床身的动态特性.文中的优化设计方法可以推广到机床其他结构动态性能优化中.     

CNC32数控车床的床身设计

阐明CNC32数控车床的床身设计原理，针对性地说明所采用的相关结构。