基于Design Explorer的床身轻量化设计

以某大型数控龙门铣床床身结构为研究对象,使用ANSYS Design Explorer优化设计模块,将床身筋板厚度、砂孔直径作为主要的优化参数,在床身原强度和刚度不变的前提下对其进行轻量化设计。分析结果表明:经轻量化设计后,床身的总变形、应力、应变最大值有所下降且分布得到改善,质量减少了11.3%。     

基于拓扑优化与筋板布局的立柱轻量化设计

为了实现机床立柱结构的轻量化设计,对立柱进行拓扑优化研究,根据拓扑优化的材料分布结果设计了立柱的基本外形。根据立柱的外形特点,对比了5种不同类型筋板形式的单元结构,发现W形式的筋板结构材料消耗较少同时综合力学性能较优。选择W形式的筋板对立柱的外形结构进行布局及尺寸优化,得到了最终的立柱结构形式。对新的立柱结构进行有限元分析,结果表明,新设计立柱结构的质量减轻了8.3%,并且其静、动力学性能得到了不同程度的改善,实现了立柱结构的轻量化设计。     

斜床身卧式车床床身结构轻量化设计研究

文章根据多年来国内外科研工作者在结构设计上的研究成果,对机床支承件结构设计基本流程进行归纳和总结。并以DL32M斜床身式车床床身为研究对象,分别对床身的结构构型与特征尺寸进行优化设计,研究了斜床身卧式车床的床身结构轻量化设计方法,并形成了较为系统的斜床身卧式车床的床身结构轻量化设计方法,该方法对机床支承件结构优化设计具有参考价值和指导意义。     

卧式加工中心床身蜂窝状支撑结构设计与优化

提出采用蜂窝状支撑结构对卧式加工中心床身进行性能优化的思路,即将床身原有支撑结构改为蜂窝状结构,并对各性能指标与原结构进行比较,分析优化效果。利用参数化建模方法,分析蜂窝状结构胞单元参数、排布方式、排布密度与床身一阶固有频率、质量、静变形、等效应力之间的关系,得到蜂窝状结构对床身最佳优化效果。利用响应面法建立参考数学模型设计改进方案,用灰色关联法对计算结果处理分析,并采用熵权法改进灰色关联法,使得其成为一种适于床身优化方案选择的评价标准。以我国西北某机床厂生产的某型卧式加工中心床身优化为例。选择蜂窝胞单元边长与筋板厚度为设计变量,利用ANSYS Workbench进行参数化设计,采用MATLAB软件进行数据处理和灰色关联法分析选出最佳优化方案。结果表明,优化后的机床床身各性能指标得到大幅度地提升。床身一阶固有频率提高约24. 1%,床身质量减轻约7. 4%,静变形降低约26%,等效应力减小约35. 1%。     

高速立式加工中心滑座的拓扑优化

使用Solid Works对滑座的四种方案进行了三维建模,采用ANSYS Workbench对各滑座模型进行了静刚度分析,确定出了较优的滑座模型,并运用ANSYS Design Xplorer对其进行了优化设计,保证了滑座的静刚度要求,使滑座的质量在原有的基础上降低10%。     

基于拓扑优化的挤压铸造转向节轻量化研究

为了实现汽车车身的轻量化,建立铝合金转向节最大实体模型,运用SIMP插值模型进行多工况拓扑优化,并结合挤压铸造成形要求完成了铝合金转向节的结构优化。研究表明,各工况下转向节所受到的最大应力远小于屈服极限,并且质量较球墨铸铁减少60.9%。经T6热处理后,转向节本体取样的平均抗拉强度为311.03 MPa,屈服强度为252.13 MPa,伸长率为7.45%,力学性能均大于产品的规定值,满足产品性能要求。     

基于TOPO&DXVT的立式加工中心横梁复合优化设计

文章以VDBS65高速立式加工中心的横梁为例,提出了一种机床大件的复合优化设计方法.依托ANSYS软件现有的的拓扑优化(TOPOLOGICAL OPT)模块、变分优化(DESIGNXPLORER VTOPT)模块和静力分析(STATIC ANALYSIS)模块,分别对横梁进行了结构拓扑优化、尺寸优化和力学性能验证,具有一定的通用性.通过边界条件等效转化,将三维优化问题简化为二维,得到了清晰简洁的拓扑结构.通过尺寸优化在保证刚度的前提下实现轻量化设计,减重效果明显.论文的尝试对于高速移动部件的轻量化设计具有一定的借鉴意义和参考价值.     

XH715立式铣削加工中心立柱结构的拓扑优化

应用CAD/CAE系统建立XH715立式铣削加工中心的整机模型,并进行动态分析,找出其薄弱环节,通过实验验证其正确性.采用连续体ICM拓扑优化方法,基于HyperMesh软件,以模态频率为目标,建立并求解了考虑受力状态的约束模型,得到的拓扑形状清晰,为后续的整机优化和详细设计提供了理论指导和设计原型.     

卧式加工中心立柱有限元分析及轻量化设计

以卧式加工中心立柱为研究对象,首先利用ANSYS Workbench平台构建其有限元模型,并对其进行静动态特性分析.研究分析结果发现立柱过大的质量将影响其整体性能的提升,是原设计的薄弱环节.然后对模型结构尺寸进行了灵敏度分析,得到对立柱性能影响较大的灵敏尺寸,并将其设置为最终优化设计变量.最后以灵敏尺寸作为优化参数、立柱质量作为优化目标、最大变形量和一阶固有频率作为约束条件对立柱进行了轻量化设计,在保证立柱刚度及固有频率的基础上显著地减小了立柱的质量,达到了轻量化设计的目的.     

拓扑优化及仿真技术在叉车后桥轻量化设计中的应用

以叉车后桥零件为例,本着产品轻量化的目的,应用拓扑优化技术及铸造工艺仿真技术进行了结构优化设计和工艺方案设计。在保证零件刚度最大化的前提下,对叉车后桥进行优化减重方案设计,经过两次拓扑优化和强度验证,零件质量减至21.77kg,减轻率为38.97%。同时运用铸造CAE技术对零件的铸造工艺方案进行设计,实现了浇注工艺缺陷的最小化。结果表明,CAE技术在精铸件的轻量化开发过程中起着缩短周期、降低开发成本的作用。     

加工中心立柱可适应动态优化设计

应用定量化的分析工具,对加工中心立柱结构进行了可适应动态设计过程分析。提出产品可适应性的综合评价指标,建立了产品可适应性综合评价模型。应用多级模糊综合评价方法在对产品功能适应性等多种评价指标进行初级评价的基础上,进行了二级综合评价,得到了VMC850加工中心立柱产品可适应性综合评价等级,从而为进一步改进产品设计提供了指导和修改依据。在方案设计阶段,通过给出各方案的可适应性度量数值以及对修改设计的难易程度做出定量评价,可有效地指导机床结构设计过程。     

XH754系列加工中心的模块化设计

本文介绍了用模块化原理设计的系列加工中心。以固定立柱式加工中心为基本机理,通过不同模块的变型、组合,而构成如带有数控转台、双工作台及机械子换刀等不同性能的加工中心。     

基于Unity的加工中心造型网络定制设计技术

结合以用户为中心及定制设计理论,提出使用Unity平台,开发适用于网络、多种操作系统和多种设备的加工中心定制系统的技术方法。有效解决了用户在网络浏览时进行加工中心的形态与色彩方面定制的问题,可提高用户参与度,获得个性化的定制加工中心产品。     

基于ABAQUS的高速立式加工中心床身的优化设计

利用有限元分析软件ABAQUS对BVG系列高速立式加工中心的床身进行模态和静力分析;根据仿真分析结果,针对床身设计中的薄弱环节进行改进,对改进后的床身进行模态和静力分析.结果表明,优化后床身的结构性能较原设计得到明显提高.     

一种固定刀库加工中心的换刀控制

介绍一种固定刀库加工中心的换刀控制原理及换刀程序。     

ZH5120B立式钻削加工中心的造型设计研究

通过对北京第三机床厂ZH5120B立式钻削加工中心进行了结构与外观研究，本文分析了数控加工中心的造型形式法则、色彩设计、宜人性设计等，并完成了其造型的改良设计，从而为企业提高产品竞争力，做了有实际意义的实践工作。     

CW1000加工中心润滑系统PLC控制程序分析

介绍了卧式加工中心CW1000的润滑系统的机、电、液原理示意图，并对加工中心的润滑控制PLC程序进行了详细明了的分析，提出了解决润滑系统故障维护的基本方法，为CW1000润滑故障的排除提供了坚实的基础。     

Multi-functional machine tool

The functions of metal cutting machine tools have been increasing to meet the demands of high productivity and high accuracy in machining complicated and difficult parts on one machine. This paper presents a comprehensive survey of multi-functional machine tools used for metal cutting, and their kinematic configurations, control and programming technologies. Design principles and assessment of multi-functional machine tools are discussed mainly taking examples of 5-axis machining centers. The paper also presents examples of latest multi-functional machine tools as well as current status of related supporting technologies.     

镗铣加工中心主轴热特性分析

应用有限元方法对卧式镗铣加工中心主轴进行建模,通过对主轴模型导热系数等参数的计算、热边界条件的确定,以及机床主轴轴承在不同转速下发热功率的计算结果,运用ANSYS Workbench对模型进行网格划分,并对其进行了热特性分析。结果表明:3号轴承发热量较大,对主轴温度场分布有着较大的影响,在机床主轴设计过程中,可以考虑通过改善冷却条件、热误差补偿等手段对主轴进行温度控制,以减小对机床加工精度的影响;轴承的发热量随着主轴转速的提高而提高,系统的热平衡温度也随之提高,达到热平衡所需时间也变长。分析结果为机床主轴的设计以及结构优化提供参考。