基于ANSYS Workbench的球面磨床磨头结构设计方案分析

磨头属于精密数控球面磨床的关键部件,其结构形式会直接影响到磨头动力部件的刚度,从而影响到加工工件的精度及表面质量.针对SMG63H球面磨床磨头结构形式设计的三种方案,运用ANSYS Workbench对磨头动力部件加载工况进行静态特性分析,通过分析不同设计方案的磨头、主轴、主轴箱以及磨头动力部件整体的变形量和应力大小,选出静态特性最优方案.此方法为精密数控球面磨床关键部件有限元分析及设计方案的优化提供技术支持,为改善机床结构性能和提高机床精度奠定了基础.     

超精密平面磨床主体结构动力学分析

以超精密平面磨床的主体结构（包括床身、横梁、立柱与工作台）作为研究对象,利用HYPERMESH建立各零部件的有限元模型,并在ANSYS中进行模态分析,分析得到磨床主体结构材料分别为铸铁和人造花岗岩时的前十阶模态,对这两种不同材料所制造部件的动态性能进行对比评估,从而为超精密平面磨床主体结构的材料选择提供了有用依据。     

精密数控内圆复合磨床结构动态特性分析

数控内圆复合磨床因其高精度、高效率而广泛用于轴类零件的精加工阶段，其结构动态特性关系到工件的加工质量，所以在磨床设计阶段运用有限元方法对其展开动态特性分析与改进设计显得十分重要。针对用于加工大尺寸的机床主轴零件的WX-2015精密数控内圆复合磨床展开结构动态特性分析与改进设计：1）利用Pro/E软件和ANSYS软件建立磨床的有限元模型，基于赫兹接触理论计算带滚珠丝杠的滚动直线导轨结合部的刚度，并将其施加到磨床的有限元模型中。2）对整机进行模态分析与谐响应分析，并展开滚珠丝杠与滚动直线导轨选型与安装方式对磨床动态特性影响的讨论。     

可加工高精密阶梯轴磨床的研发

根据阶梯轴工件的加工要求,研制了高精密阶梯轴磨床。介绍了新型磨床的总体结构设计、双导轨机构设计、磨头动力部件设计、双砂轮部件设计和机械手设计等。     

高精密立式静压磨床有限元热分析与实验

通过建立高精密数控立式静压圆台磨床的有限元模型,进行了磨床的热源分析及计算,并采用ANSYS Work?bench进行了有限元温度场分析求解,得到了立式磨床的温度分布。进而搭建了机床温升实验平台,进行了卧磨头磨削平面时的机床温升实验。通过对有限元理论分析求解与实验结果对比,证明了有限元分析模型及方法的可靠性,为磨床的结构优化及误差补偿提供了依据。     

基于Pro/E的双磨头立式内外圆磨床的优化设计

基于三维软件Pro/ENGINEER,建立了立式内外圆磨床整体几何模型与虚拟样机仿真模型。通过在Pro/E的子模块Pro/MECHANICA中对磨床进行结构优化分析,最终在减小磨床整体重量、降低生产成本的前提下,提高了磨床刚度和工件的磨削精度,满足了实际生产要求。     

混杂纤维人造花岗岩超精密摆线轮成形磨床床身的动静态特性研究

利用正交试验法，设计并制作了不同配合比的混杂纤维人造花岗岩试件，并对试件进行了抗压强度测试。利用SolidWorks建立了超精密摆线轮成形磨床三维模型，在ANSYS Workbench平台对相似结构的混杂纤维人造花岗岩、未添加纤维人造花岗岩以及铸铁（HT250）摆线轮成形磨床床身分别进行有限元分析。结果表明：(1)添加混杂纤维可以提高人造花岗岩材料强度；(2) 混杂纤维人造花岗岩床身的等效变形最小，等效应力低，床身前5阶固有频率最高。     

混杂纤维人造花岗岩超精密摆线轮成形磨床床身的动静态特性研究（英文）

利用正交试验法,设计并制作了不同配合比的混杂纤维人造花岗岩试件,并对试件进行了抗压强度测试。利用Solid Works建立了超精密摆线轮成形磨床三维模型,在ANSYS Workbench平台对相似结构的混杂纤维人造花岗岩、未添加纤维人造花岗岩以及铸铁(HT250)摆线轮成形磨床床身分别进行有限元分析。结果表明:(1)添加混杂纤维可以提高人造花岗岩材料强度;(2)混杂纤维人造花岗岩床身的等效变形最小,等效应力低,床身前5阶固有频率最高。     

非球面超精密磨削误差建模与补偿研究

为提高课题组自研的超精密磨床加工精度,基于多体系统理论,运用齐次坐标变换原理,分析该超精密磨床37项几何误差来源,对非球面超精密磨削的综合误差建模。超精密磨床的多项几何误差元素已在制造阶段标定、补偿,取砂轮对刀误差和砂轮轮廓半径磨损误差作为主要面形误差来源,分别推导其对综合误差的传递函数,分析误差辨识方法,建立误差修正补偿模型,提出基于直接补偿的点补修正法。试验结果表明：建立的综合误差模型正确,根据误差辨识方法和修正补偿模型,修正误差后面形误差显著降低,有效提高面形精度。     

基于弹性基体磨具的3D打印高温合金叶片磨抛试验

目的 验证弹性基体磨具自适应磨削抛光加工增材制造镍基高温合金叶片的工艺可行性。方法 以硅橡胶基体磨具弹性磨抛技术为基础,建立弹性磨具与叶片接触的有限元模型,分析磨具与工件接触区域内应力和材料去除分布。以有限元分析结果为指导,研究磨具接触变形和材料去除对轨迹规划的影响,确定合理的轨迹步长和间距,并通过控制工件位姿角的变化,保证在磨抛过程中磨具与工件的接触状态不变。以GH4169镍基合金叶片为加工对象,采用硅橡胶弹性固结磨料磨具在小型四轴加工平台上进行磨抛试验。结果 仿真结果表明,弹性磨具与曲面工件之间的接触区域为椭圆形,应力和材料去除分布都由椭圆心到周围逐渐减小;当弹性磨具的压缩量为3 mm时,基于弹性接触有限元分析结果确定的最优轨迹间距为9 mm。试验结果表明,采用自适应磨抛轨迹抛光后,叶片表面无明显划痕和抛光纹理,表面粗糙度Ra由开始的1.846μm降至0.182μm,标准差由0.108μm降至0.026μm,材料去除率为3.432×10⁹μm³/min。结论 硅橡胶弹性固结磨料磨具可用于GH4169镍基合金叶片的超精密磨抛,基于弹性磨具接...