基于拓扑优化的高精机床直线进给系统减振设计

为减小由直线电机周期波动法向磁场力引起的机械结构振动,对进给系统的工作台和底座分别进行静力学和动力学拓扑优化.综合静力学和动力学的拓扑优化结果,对工作台和床身分别进行重构.对比重构前、后结构静、动力学性能表明:重构后工作台和底座在法向磁场力作用下变形减小,静刚度提高;重构结构的低阶模态固有频率有所提高,承受冲击载荷的能力增强.利用拓扑优化结果对结构重构,可以有效提高结构的静、动刚度,拓扑优化可为系统结构设计提供参考.     

五轴加工中心耳轴式工作台动力学分析与仿真研究

针对加工中心工作过程中出现的工作台变形、振动影响零件精度等情况,以往均是凭经验解决,不能有效发现实际存在问题的潜在规律性。文章通过计算机建模与仿真技术对课题中五轴立式加工中心耳轴式工作台的进行模态分析和谐响应分析,揭示台面的固有频率、最低刚度方向、共振频率、最大变形等可能造成潜在安全隐患的工作参数。将以上结果作为实际加工参考,实现对回转工作台深层次的理论研究,通过避免以上工作参数可使工作台满足零件的加工精度要求,杜绝凭经验解决。同时文章可为耳轴式工作台台面的设计和优化提供关键性的动力学分析方向和理论基础,使工作台结构趋于规律化。     

高速立式加工中心工作台的设计与静态性能的有限元分析

针对DVG850高速立式加工中心高精度的加工要求,设计出两种不同筋结构的工作台,利用Ansys软件对这两种结构进行静态性能分析,给出了工作台的变形图,比较分析结果,选择了一种最优设计方案.分析结果表明改变筋的结构形式可提高工作台刚度,这为工作台的结构优化打下基础.     

特性参数对进给系统工作台扭转-纵向振动的影响分析

以数控机床进给系统为研究对象,运用第二类拉格朗日方程理论建立了系统扭转-纵向的耦合动力学模型,并利用四阶龙格-库塔法对方程进行了数值求解。采用等倍数法增加各参数值,进而求取了不同参数下的工作台速度最大振动幅值。在此基础上,分析了丝杠与螺母结合部轴向刚度、联轴器刚度、轴承刚度三个因素对进给系统工作台轴向振动的影响,并分析了在变导程下增加结合部等效扭转刚度对工作台扭转振动的影响。研究结果表明,随轴向刚度的增加工作台轴向振动幅值都呈减弱的趋势,螺母结合部轴向刚度是影响工作台轴向振动最大的因素,联轴器刚度是影响最小的因素。导程越大,工作台扭转振动幅值越大,等效扭转刚度对工作台扭转振动的影响率越明显。为进给系统的研究提供了理论参考,并为机床减振和结构优化提供理论依据。     

卧式加工中心工作台交换装置的承重优化设计

针对对卧式加工中心工作台交换装置的结构,对其使用过程进行了研究,在使用ANSYS软件对交换装置因承重导致的变形规律进行有限元分析后,提出了一种卧式加工中心MDH125工作台交换装置的优化设计方案,将工作台托板体下表面进行了斜切处理,同时增大托板体与其下部结构间的距离.经过改进后,工作台交换装置的单边承重最大工件重量由3吨提高到5吨,从而更好的满足了客户和市场的需求.     

基于ANSYS的液压机工作台的轻量化设计及改进

建立基于ANSYS的某液压机工作台的有限元模型,模拟工作台工作时的实际工况对其进行应力、变形分析,并在此分析基础上对工作台上板进行轻量化;同时运用拓扑优化的方法对工作台结构作进一步改进,从而在满足设计要求的基础上有效地减轻工作台的质量,改进工作台的结构形状,该研究工作为以后工作台的设计提供依据。     

机床工作台滚珠丝杠高速驱动系统精密定位机械特性研究

文章提出了机床工作台高速运动定位过程中，存在着加速状态时由滚珠丝杠驱动时工作台弹性变形和工作台与滚珠丝杠联结件刚度引起定位精度误差的问题。对滚珠丝杠和工作台结构在高速运动下受力状态进行分析建立了力学模型。     

二维微动工作台的设计与分析

设计了一种用于宏微双重驱动系统的二维微动工作台。该微动平台采用柔性铰链支撑的并联式设计结构,该结构比串联式结构更简单紧凑,其x方向和y方向完全对称,所以这两个方向的参数完全相同,便于参数识别与工作台控制;采用有限元方法对该工作台进行了静态分析,并与采用解析法计算的结果进行对比。推导出由于宏动工作台高加速运动而引起微动工作台振动的加速度公式,为研究宏动台高加速、高减速运动对微动工作台的影响提供了依据。最后,计算分析了宏动工作台典型运动情况对微动工作台的影响,分析表明选择合适的阻尼比ξ,可以获得较短的微动工作台系统的调整时间和较小的超调量。     

刨床工作台振动特性分析

由于受到各种激励,刨床工作台运动过程中将发生振动,从而影响加工精度。为了有效控制工作台的振动,提高加工精度,有必要对工作台的振动特性进行分析。为此,以一自由度弹簧-质量-阻尼系统为工作台振动力学模型,在时域范围内分析受到谐波激励的刨床工作台的振动特性。结果表明:运动初期,工作台的振动由自由振动、自由伴随振动及稳态振动三部分组成;工作台运动后期,以稳态振动为主;工作台的振幅与其运动速度及阻尼有关,为了有效控制工作台的振动,必须合理控制阻尼值,并且合理选择工作台的运动速度。     

磁悬浮直线进给单元工作台模态分析

磁悬浮直线进给单元是一种新型的机床功能部件,振动问题是其结构设计中所面临的问题之一,它会造成机床的加工误差,影响零件的加工精度和表面质量。建立了进给单元工作台的三维有限元模型,利用有限元分析软件ANSYS对工作台初始模型进行模态分析,求得其固有频率和振型,并据此改进工作台的结构,以便在设计阶段预测工作台的性能,并为工作台的结构优化提供理论依据。