基于结合面特性及大型工件效应的超重型卧式镗车床整机动态特性分析

提出了超重型卧式镗车床结合面的有限元建模方法,对整机及关键部件进行动态性能分析,并进行了试验验证.考虑到大型工件本身对整机动态特性的影响,对比分析了考虑大型工件效应的整机动态特性.为机床的结构设计及优化机床的加工工艺提供了理论支持.     

基于广义加工空间概念的机床动态特性分析

针对研究机床在广义加工空间中动态特性的变化规律,提出机床广义模态和广义刚度场的概念.采用有限元法建立三轴龙门机床和四轴立式机床的动力学模型,通过动力学模型修正的方法在整个加工空间进行模态分析和动力响应分析,分别建立广义模态函数和广义刚度场函数.通过对3轴机床广义模态函数分析,得到了机床前5阶固有频率在整个加工空间中的变化规律,可以看出,固有频率在加工过程中变化最大可达25%,广义模态为机床性能的优化提供完整的模态信息.通过对4轴联动机床广义动刚度场函数的分析得出,机床在此频率下的刀具最优姿态,在另一频率下刚度可能就不是最佳,从而为优化机床的加工工艺,提高机床加工精度提供理论支持.     

多头玻璃烫钻抛光机的结构优化

多头玻璃烫钻抛光机主要用于烫钻底面的精密抛光加工。为了提高加工工件的表面质量,首先从结构动力学的角度出发,研究了多头玻璃烫钻抛光机的动态特性,然后借助ANSYS有限元分析软件,模拟出了该抛光机整机的各阶振型,找到了机床上最易遭到破坏的零部件,最后对该零部件薄弱环节进行了优化。研究结果表明,该方法加强了机床的结构,提升了整机的动态特性,最终达到了改善玻璃烫钻表面加工质量的目的。     

重型曲轴车床整机动力学及结构优化分析方法

提出了在Pro/Engineer中建立大型曲轴数控加工车床的模型,并利用CAE技术对机床整机进行运动学与动力学、静动态性能仿真分析的方法.该方法以机床的刚度或者重量为目标函数,以保证合理的加工工艺性和经济性为约束条件,从而可以优化曲轴的加工工艺、机床底座以及刀架支撑体的结构刚度,使曲轴车床整机得到一个良好的综合静动态性能,满足高精度加工要求.该方法成功应用于实践,且申请了相关专利,并可以推广到其他大型机械结构的设计和优化分析中.     

面向“3C产品”的KJ400数控专机设计与分析

机床结构性能直接影响工件加工精度和表面质量。为了设计出结构合理的机床结构,采用有限元分析方法对KJ400数控专机整机进行了模态分析,结果表明该机床具有较好的动态性能。可为进一步进行设计其他3C关键件加工专用机床提供理论参考。     

数控机床立柱结构有限元分析与优化设计研究

立柱是机床基本的零部件之一,其静动态特性对机床整机的性能有很大影响。为保证机床的静动态特性及工件的加工精度,运用SolidWorks三维软件和Ansysworkbench有限元分析软件时立柱进行了静力学分析和模态分析。根据仿真分析结果,针对立柱的薄弱环节进行相应的结构改进优化,并对改进后的立柱进行静动特性分析。仿真结果表明：改进后立柱的变形量减少了7．6％,一阶模态频率提高了27．4％,同时质量减小了26kg,静动态特性得到了明显提高。为数控机床静动态性能的提高提供了理论依据。     

机床导轨结合部动态特性的有限元分析方法

基于动态的结合面基础特性参数,研究了机床导轨结合部特性的有限元建模方法,并将其用于机床整机的动态特性分析,为机床整机特性分析中结合部特性参数的确定提供了一种方法,使机床在图纸设计阶段预测整机特性成为可能.首先给出了结合部单元的建模方法,然后通过一个实例,说明了该方法的有效性.     

基于结合面基础特性参数的机床导轨结合部动态特性解析方法

导轨是机床的最重要功能部件之一,由于其具有滑动特性,因此也是机床整机动态特性中最有影响的结合部之一.本文以结合面的基础特性参数为基础,研究了机床导轨结合部的动态建模解析方法,并将其应用于机床整机动态特性解析,为机床整机动态特性解析中结合部参数的确定提供了一种方法,并为机床图样设计阶段预测整机动态特性开辟了道路.     

数控机床整机动态特性测量技术及其应用项目1:数控机床动力学设计缺陷定位技术研究

机床的动态特性决定了机床切削的能力、机床切削的精度,是影响机床性能最为重要的特性。在加工状态下获得机床整机动力学测试结果,是建立机床数字化虚拟样机、评价机床各主要部件动态性能、发现设计缺陷、结构设计优化和机床性能监测的前提。本项研究基于贝叶斯运行模态分析法(BOMA)对加工状态下的机床整机进行动态性能测试与模态识别,获得整机的模态参数,包括固有频率、模态振型以及阻尼特性等,并对信噪比水平进行评估。通过对模态识别结果进行分析,结合加工过程中机床的动力学测试结果,对机床结构动力学设计的薄弱环节进行精确定位;并进行了相关实验研究,对改进后的机床动力学特性进行了测试,验证了本项研究中方法的有效性。     

基于径向基函数法的五轴数控机床空间动态性能研究

在对数控机床进行动态性能分析时,局限于某一固定位姿获取的动态特性信息不足以描述整个加工空间内的机床动态特性。针对这一问题,提出一种基于径向基函数理论的五轴数控机床空间动态特性分析方法,利用机床实测试验数据和径向基函数法来构建五轴联动数控机床的空间动态特性函数模型。该方法以机床固有频率这一关键动力学性能指标为例,建立机床整机动态特性与机床位姿之间的数学关系。以一五轴数控机床为研究对象,将试验设计方案确定的各联动轴的坐标作为试验样本点,采用德国M+P振动试验设备提取样本点的试验数据,构建反映机床空间位姿与机床前6阶固有频率关系的函数表达式,并通过计算模型质量评价指标验证该模型的有效性。结果表明,该方法能有效预测在加工空间内固有频率的分布规律及其各轴向位移变化的灵敏度,为合理规划工艺路线提高加工精度提供技术支持。     

高速干切滚齿工艺系统切削热全过程传递模型

高速干切滚齿工艺消除了切削油/液的使用,是一种绿色高效的齿轮制造工艺。切削热伴随着高速干切滚齿工艺全过程且区别于传统湿式滚切工艺,是造成干切滚刀磨损和机床热变形的重要因素,直接影响制造成本和加工精度。根据干切滚刀周期性断续传热特性,综合考虑切削热在切屑、工件、干切滚刀、冷却介质以及滚齿机床加工空间的传递规律,提出将高速干切滚齿工艺系统切削热的发生与传递全过程划分为三个阶段的研究思想,从关系模型和热传递方程两个层面建立了高速干切滚齿工艺系统切削热全过程传热模型,包括切削接触界面热传递、切削区域热传递和机床加工空间热传递三个阶段的模型,然后基于工艺仿真试验对所建模型进行了应用研究,揭示了高速干切滚齿工艺系统的切削热在工件、干切滚刀、切屑中的动态变化规律,最后通过试验验证了模型的有效性。     

整体叶盘加工原位测量系统的研制（英文）

针对五轴数控机床加工现场狭长空间的限制以及整体叶盘原位测量的需求,研制了一种悬臂式坐标测量机。设计并优化了密珠轴系的结构,分析了影响测量机测量精度的各项因素,并通过实验对测量机的测量精度进行了验证。结果显示,所设计的测量机结构能够满足测量指标的要求,可在机床加工原位对整体叶盘加工质量进行检测。所研制的测量机对于提高整体叶盘加工质量及发展大飞机生产都具有重要意义。     

云制造环境下基于离散Markov跳变系统的机床装备资源动态优选方法

针对云制造环境下加工任务执行过程中机床装备资源易受紧急插单、加工质量异常、设备运行故障等高频随机扰动影响,致使产品加工服务质量(QoS)不能满足客户个性化需求的问题,提出一种基于离散Markov跳变系统的机床装备资源动态优化选择方法.首先,结合云制造服务运行特点,构建了云制造环境下面向加工任务执行过程的服务质量动态演化...     

零件轮廓测量机安全监测系统的设计

为适应现代先进制造业质量检测自动化的需要,研究开发能够在线非接触、高精度自动检测的智能三坐标测量机已经成为制造业发展的必然趋势,其中机器视觉检测技术的应用为实现复杂自由曲面的自动化检测提供了技术支持。介绍了零件轮廓测量机的工作原理,分析了回转工作台和偏心调整机构在回转体零件测量系统中的作用。采用合理的图像处理技术,完成了包括测量工位上异常物体的检测、工件类型识别和工件位置检测等功能在内的图像识别系统的设计。     

基于ANSYS的极坐标机床平旋盘轴的有限元分析

针对大型壳体类零件的加工,研究设计了新型的极坐标式数控机床。采用ANSYS软件分析了其平旋盘轴的动、静态力学特性,验证了设计的可靠性,为零件和整机的设计制造提供了理论依据。     

关于吹塑机构动力特性改良的研究

针对吹瓶机的凸轮连杆机构，建立系统化的动力特性分析模式，通过合成入瓶坯与出瓶夹爪中心的运动曲线，利用向量回路法配合运动系数法，分析杆件的运动特性，然后根据动力特性分析的结果，透过弹簧改良设计，提升了机器的动力特性，有助于企业提升制瓶过程的稳定性。     

一种精密卧式加工中心振动性能实验分析

机床的振动特性是影响整机精度的重要因素,并最终决定机床的加工性能和零件的加工质量,同时也是衡量机床品质的一个重要指标。基于这一重要性,针对某精密卧式加工中心样机采用先进的仪器设备和实验手段进行了模态试验,测得各阶固有频率、阻尼比和振形等模态参数,通过各阶振形的动画显示使设计人员对机床振动时各部件的振动情况有直观的了解,便于找出其中的薄弱环节,对机床主要部件的动态特性有更全面的掌握。该机床整体结构和重大专项精密卧式加工中心结构类似,所以该试验结果对后续的重大专项机床设计具有重要指导意义。     

基于微定位工作台的精密磨削过程动力学建模与误差补偿技术

为了消除传统平面磨床砂轮振动对加工精度的影响,提出了采用自行设计的纳米级微定位工作台进行在线动态补偿的方法。为了对平面磨床的动平台上安装有微定位工作台的新型机床磨削过程的特性进行研究,分析了磨头-砂轮-微定位工作台组成系统的动力学行为。运用模态综合理论和拉格朗日方程建立了磨削过程模态坐标下的动力学模型,并利用状态空间方法得到了磨床在模态坐标下振动响应的数值计算公式。由振型叠加原理,得到具有微定位工作台补偿装置的新型平面磨床在物理坐标下的响应。在此基础上分析了磨床系统的动态特性和补偿前后的加工精度。仿真结果表明,采用微定位工作台进行在线振动补偿,可有效地提高加工工件的表面质量。     

计算制造中的几个定位问题

介绍了计算制造,将制造过程中的定位与检测问题归纳为设计定位、加工定位、规划设置和构件定位四类定位问题,研究了几个定位问题的理论和方法,包括对称特征位形空间、基于位形空间的零件几何建模方法、工件定位算法、公差的数学定义及其评价算法等。     

自寻位数控机床的研究

对基层敏捷制造问题进行了分析 ,提出了解决问题的新思路 ,研究开发了适于基层敏捷制造的智能化自寻位数控机床。该机床通过仿人智能途径 ,主动感知工件信息、自动分析求解工件实际状态、实时生成加工轨迹 ,实现对工件的位姿自适应加工 ,彻底消除常规机床依赖精密夹具和人工找正所带来的众多弊端 ,为提高制造企业底层对市场动态变化的快速响应能力提供了一种新的装备。