YX-CK339高效双轴数控车的设计

对传统轮毂加工工艺进行探讨,分析了普通卧式车床和简易数控车床加工轮毂工艺方法不足,提出了采用高效立式双轴排刀式数控车床加工轮毂的工艺方案.给出了立式双轴排刀式数控车床总体结构,并对立式双轴排刀式数控车床主要部件双主轴箱、立刀架等进行设计,同时给出轮毂排刀示例.该机床使用结果表明,解决了轮毂加工的高效性和质量的稳定性.     

面向机床整机动态性能的立柱结构优化设计研究

针对某机床结构薄弱件立柱的结构优化设计,提出了一种基于拓扑优化、筋板形式选择与布局以及尺寸优化的结构设计方法。首先利用有限元法(finite element analysis,FEA)对机床整机进行动力学分析,模态分析与谐响应分析结果表明立柱为影响整机动态性能的关键结构件。然后以立柱结构为优化目标,对立柱进行拓扑优化,根据拓扑优化的材料分布情况设计了立柱的最优基本结构形式,再通过选择抗弯、抗扭刚度较好的W类型筋板进行布局与尺寸优化,得到了最终的立柱优化结构。最后对优化的立柱结构进行验证,分析结果表明:该结构设计方法有效地改善了整机的动态性能,在立柱质量减轻的前提下,优化后的整机前六阶固有频率均得到了不同程度的提高,其中一阶固有频率提高了10%以上;并且机床在x方向上的最大共振峰值下降了49.8%,y方向下降了70.1%,z方向下降了66.2%。     

CK6163c数控车床床身的特性分析及优化研究

床身作为机床承重大件,其自身性能是否稳定直接影响着机床各部件的加工精度。为此采用ANSYS软件对床身进行动态和静态性能的仿真分析,以提高床身静力学性能和减重为目标,在保证床身静态特性基础上,采用渐进式结构拓扑优化法对床身进行优化。优化前后对比结果表明,床身静态性能提高,床身重量降低了5%。     

基于模态预测及敏度分析的机床动特性设计方法

为了提高机床的动态性能,以机床整机固有频率和频响函数振幅为目标,提出基于机床测试数据、进行试验模态分析及灵敏度计算的机床动态特性设计方法。方法首先提取机床测试数据建立机床结构原型模型,逐步计算机床大件结构和整机的固有频率对刚度、质量的灵敏度,确定结构薄弱环节;继而,对薄弱结构,采用模态预测和灵敏度分析方法设计计算,获取更合理的质量和刚度;之后,将设计分析结果输入LMS_Test.lab软件,借助软件完成对原型结构的模态修改,对修改后结构的动力学特性进行模态预测;最后,进行预测结果模态置信验证,确认模态预测的正确性,完整机床动态特性设计方法体系。将该方法应用于实际机床设计中,对比整机优化前后的频响函数曲线和仿真分析验证均证明,基于模态预测及灵敏度分析的机床动态特性设计方法完成的机床优化设计使得机床固有频率得到提高的同时振幅下降,机床的大件结构及整机的动态性能均有提升。     

基于知识的机床大件结构智能设计系统研究

将人工智能（ＡＩ）技术和机床大件结构优化设计研究相联系，在研究基础上提出了一个基于知识的机床大件结构设计系统模型。根据介绍的方法，机床大件结构优化设计中拓扑，工艺以及造型等信息不易介入的难点有了新的突破。     

机床大件结构的拓扑优化设计

根据机床结构件的特点，提出了用于机床大件结构拓扑生成的方法，并对结构进行有限元分析和优化设计，从而实现的自动设计，为结构件的几何尺寸优化和拓扑优化作了有益的尝试。     

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.     

基于TOSCA软件的精密卧式加工中心滑板的拓扑优化方法

研究了精密卧式加工中心"框中框"结构中关键结构件滑板的拓扑优化方法,提出了一种新的拓扑优化设计思路。首先在满足装配边界条件下最大限度地放开初始优化模型的设计区域,实现滑板的外轮廓拓扑优化;基于外轮廓结构设计得到二次拓扑优化模型,在约束外轮廓的基础上实现了滑板内部筋板的拓扑优化,最终得到一种新的滑板结构设计方案。在设计中以滑板结构多工况加权静态应变能最小,1阶固有频率最大为目标函数,以体积比为约束条件进行拓扑优化设计。采用新结构的滑板的静刚度在X,Y,Z三个方向均得到了提高,1阶固有频率提高了15.7%,质量减轻了6.5%,提出的优化方法对机床大件的拓扑优化具有重要的指导意义。     

机床大件结构的拓扑优化设计

根据机床结构件的特点,提出了用于机床大件结构拓扑生成的方法,并对结构进行有限元分析和优化设计,从而实现结构的自动设计,为结构件的几何尺寸优化和拓扑优化作了有益的尝试.     

数控机床计算机辅助设计系统讲座 第二讲 机床总体方案设计(三)

机床大件一般指床身、立柱、主轴箱、工作台和溜板等大型结构件,它们是形成机床总体结构的主要组成件。在整台机床设计过程中,机床大件的设计工作量和重要性方面都占相当大的比重。其结构参数的优化可借助于前节所述的弹性体有限元分析和结合面分析方法。但其绘图由于大件结构复杂、规律性较差,因此,有关大件CAD绘图系统资料很少。本节介绍我们在这方面探索所取得的成果。 1建立大件CAD的工作模式1.1机床大件的特点 机床大件一般占机床总重量的50～85%,它对机床的整机性能影响很大。大件的设计、分析和评定一直是个重要问题。因此,很有必…     

高速加工中心立柱结构的拓扑优化

基于连续体ICM拓扑优化方法，提出了以体积为约束条件，机床的固有频率为目标函数的结构动态设计方法。为提高拓扑优化的精度，在结构优化过程中，同时也考虑了非设计区域的动态特性。将该方法应用到XH6650高速加工中心的立柱结构优化中，从而提高了机床的整机动态特性。     

CCMT2016展品综述

正车削类机床根据目前报来资料,车削类机床展商80余家,展品110余台。展品种类繁多,包括数控卧式车削中心、数控立式车削中心、平行主轴数控车床(见生产线部分)、倒立车、排刀式数控车床、纵切式数控车床、专用数控车床、普通车床等。规格多为中小尺寸,2~3轴半闭环控制为主。可归纳以下几个特点。(1)斜床身式布局,直线滚动导轨是卧式车削中心的主要结构特点,并且是数控类车床的主流。     

机载光电平台内框架拓扑优化设计

为提高机载光电平台动态性能,减小振动环境对其成像质量的不利影响,采用基于变密度法的拓扑优化理论,以最小化合成柔度指数为目标函数,以基频不低于某值为约束条件,对光电平台内框架进行了拓扑优化设计,并对优化前、后内框架结构的刚强度及模态振型进行了对比分析,结果表明优化后内框架在减重8%的情况下静、动态特性均得到了大幅度提升,最大变形量由0.058 mm下降至0.016 mm,最大应力值由16.3 MPa下降至2.7 MPa,基频由131 Hz提高至213 Hz。在减小重量的同时有效地降低了结构的最大变形,提高了结构整机性能。最后通过振动试验验证了拓扑优化结果的正确性。这种拓扑优化技术将为以后光电平台的设计提供有效的帮助。     

基于相对密度机床立柱结构的动力学拓扑优化

构造了基于相对密度法的连续体结构动力学拓扑优化设计数学模型,以结构的相对密度为设计变量,结构基频最大化为目标函数,满足结构工况和相对体积比为约束条件,采用启发式优化准则法进行迭代求解;基于该方法和等效质量块对机床立柱结构进行了动力学拓扑优化设计,再对优化后整机进行了动力学仿真.仿真结果表明,该优化设计模型可大大提高机床整机的动、静态特性,同时也验证了所提出的设计模型及优化准则的合理性和有效性.     

机床大件结构复合优化方法研究

在分析机床广义模块设计和结构智能优化的基础上,论述基于人工神经网络和有限元优化的大件模块结构复合优化方法,给出大件模块结构的尺寸优化设计变量自动搜索寻优计算方法及整机部件间的协调优化方法,实现部件间关键尺寸的快速协调优化,提高产品的性能和设计效率.最后,给出某数控机床的大件结构复合优化案例,说明该方法的有效性.     

基于HyperWorks的机床横梁的拓扑结构优化设计

横梁是机床结构中极重要的承载大件,其性能直接影响对机床的加工质量,同时,也是最具减重潜力的关键件。采用HyperWorks软件,以结构柔顺度最小为目标,对横梁进行基于变密度法拓扑优化。根据优化后的横梁形貌及实际经验对模型进行细节修改,建立横梁最终优化模型。在ALGOR中对横梁仿真分析,结果表明:优化后的横梁较原设计在静、动态特性均有所提高,横梁总重量减少28.34%。     

数控车床加工工艺流程的优化改进

机床的核心部件是机床主轴,其主要功能是带动刀具或者是工件旋转来完成加工。数控车床中机床主轴的质量好与坏会直接影响车床加工零部件的质量与加工生产效率以及加工精确度。因此,我们想要提升机床的加工效率和质量与部件的精度,就必须要对数控车床加工工艺的流程进行优化改进。主要分析了使用数控车床加工中的几个重点步骤,并对数控车床加工机床的主轴部件做出有关其优化研究,提出了车床加工工艺上的缺点与优化措施,找寻出影响加工质量与准确度的原因,从而提出措施增加车床加工效率。     

高速加工中心立柱结构的拓扑优化

基于连续体ICM拓扑优化方法,提出了以体积为约束条件,机床的固有频率为目标函数的结构动态设计方法.为提高拓扑优化的精度,在结构优化过程中,同时也考虑了非设计区域的动态特性.将该方法应用到XH6650高速加工中心的立柱结构优化中,从而提高了机床的整机动态特性.     

机床导轨安装面几何误差快速测量装置研究

近年来,国内机床企业的产量不断提高,但是在基础部件制造精度、整机质量稳定性和一致性方面一直与国际先进水平存在较大差距。提高整机质量的一致性与稳定性,最重要的一个方面就是提升床身、立柱等关键零/部件的制造精度,而机床导轨安装面的加工精度是影响整机精度和装配效率最主要的因素。根据机床基础大件的实际加工检测需求,针对机床基础大件上的导轨安装平面,设计了一套新型专用机床导轨安装面几何误差检测系统,实现对导轨安装面几何误差的准确、快速和高效测量。通过与高精度光电自准直仪的对比测量实验,证明开发的测量系统与自准直仪的测量精度相当,但在测量效率方面有明显提升,能更加高效、快速地完成多项几何误差的测量。检测系统的研究成果对提高国内机床制造业的制造精度和一致性具有积极的意义。     

数控车床排刀式刀架刀具位置的优化排列

介绍数控车床排刀式刀架上以换刀空行程最短为优化目标的刀具位置的排列方法，研制了计算机辅助刀具排列系统ＣＡＴＡＳ－１。