车磨复合机床主轴系统的温度场建模与仿真

影响现代高速机床加工精度的主要因素是热误差。机床主轴系统的热特性直接影响到机床的精度进而影响零部件精度,因此有必要对主轴系统进行热分析,了解其热特性,以便进一步分析和改进。车磨复合机床主轴回转系统结构设计及性能要求很高,应具有足够的强度、刚度、抗振性、韧性和抗疲劳性能。分析主轴热源,计算发热量,确定边界条件,利用有限元软件ANSYS建立了主轴系统的温度场模型并进行了数字模拟仿真,为类似主轴系统的热应力及热变形设计提供了参考。     

零传动滚齿机热特性的试验研究

在零传动滚齿机中,工件主轴的径向热变形严重影响工件的齿向加工精度,而滚刀主轴的轴向和径向热变形对工件的齿距偏差和齿向偏差都产生很大的影响。从试验的角度研究工件主轴和滚刀主轴的热变形,最后根据试验提出从结构优化和热误差补偿两方面来研究机床热变形的控制技术。     

超精密磨床主轴部件热特性的有限元分析

加工中机床热误差是影响机床加工精度稳定性的关键因素,对其进行准确的分析至关重要。文章运用ANSYS软件建立超精密磨床主轴部件的有限元模型,分析主轴热源及初始条件,边界条件,通过计算得到磨床主轴的温度场、热应力及热变形量。分析结果说明了热误差为超精密磨削的主要误差,为后期加工和试验分析提供了参考依据。     

基于ANSYS Workbench的数控滚齿机立柱模态分析

为保证滚齿机立柱结构的动态特性及工件的加工精度,利用Pro/E软件建立三维实体模型,导入ANSYS Workbench中,对机床立柱进行模态分析,提取前五阶固有频率和相应振型图,得到了滚齿机加工时立柱设计结构应避开的共振频率范围。此结论为以后滚齿机立柱的优化设计提供了理论依据,可缩短产品的设计周期。     

某型号立式加工中心主轴冷却器系统热流固耦合热态特性分析

主轴热变形是影响数控机床加工精度的关键因素，识别主轴系统的热态特性，进而控制主轴热变形是提高机床整机精度的重要任务。文中以某企业实际生产的立式加工中心主轴系统为研究对象，建立其主轴冷却器系统的三维模型；利用ANSYS Module Designer生成流域的三维模型，再利用Mechanical对冷却器和流域进行单元划分，形成流场有限元模型，通过流场分析获得流体的温度分布、速度变化、压力变化及冷却器的温度分布；通过稳态热分析，求解得到分析模型的温度分布；将流场分析得到的流体边界面的压力载荷和稳态热分析得到的温度载荷数据传递给静力结构分析模型，求解得到其应力分布及热变形。分析结果可为主轴冷却器系统结构的进一步优化设计和控制主轴热变形提供技术支持。     

数控立式加工中心主轴热变形实验测试与分析

在精密切削加工技术领域,机床发热变形是影响加工精度的主要因素。设计Labview数据采集软件以及Matlab数据分析软件;对某数控立式加工中心主轴热变形进行测试实验;分析影响主轴热变形的主要因素,即主轴转速、主轴温度对机床主轴热变形的影响;应用人工神经网络技术对热变形进行非线性建模;为精密机床热误差补偿提供技术支撑。     

零传动滚齿机热态建模与误差综合分析

在研究零传动数控滚齿机结构和热变形机理的基础上,运用线性回归法对该齿轮加工机床的两主轴在各个方向上的热变形进行了热态建模,并把模型的补偿结果与试验结果进行了对比;然后结合齿轮加工精度要素,对热态误差模型进行了综合分析,得出了影响齿轮加工精度的三项误差.试验结果表明,该模型与试验具有良好的一致性.最后提出了减小热变形影响加工精度的几种方法.     

基于ANSYS Workbench的机床热结构与热平衡分析

机床热误差是影响机床加工精度的主要因素,目前对热误差的控制主要采取补偿的方法,即通过采集机床热平衡时的温度以及热变形误差来建立数学模型,实现热误差的补偿。通过对XK7132数控铣床进行热边界条件分析,提出了利用ANSYS Workbench软件对机床整机进行稳态热结构分析以及对主轴进行热平衡分析,得到了机床的稳态热变形及主轴温升平衡曲线。由分析结果可知,稳态热变形主要发生在主轴的X轴和Z轴方向,而达到热平衡时所需时间大约为40～50 min,为机床热误差补偿时传感器的布置提供了理论依据。     

基于ANSYS的数控自动万能铣头主轴谐响应分析

高速铣头主轴作为铣床的一个重要零部件,其能否正常运转直接影响着机床所加工工件的加工精度,为保证加工质量,通过有限元分析软件ANSYS对铣头主轴进行谐响应分析,得到主轴的振动响应与激振力频率之间的关系,为设计人员进行加工精度分析提供可靠依据。     

基于有限元的机床导轨热特性研究

在高速高精度机床切削加工过程中,导轨在多种热源的作用下会产生热变形,影响工件与刀具间的相对位置,造成加工误差。找出导轨热位移较大的点,并分析其对加工精度的影响,对于减小加工误差、提高加工精度至关重要。在对导轨热边界条件进行分析的基础上,应用有限元分析方法,建立了立式机床主轴导轨的有限元热变形分析模型,并进行了热变形分析,为分析导轨热变形对加工精度的影响提供了依据。     

流场内录磁机导轨的温度场与热变形仿真分析

多个热源的作用使录磁机床身温度分布不均匀,导致导轨热变形,影响录磁头与磁棒的相对位置,造成磁栅尺节距误差,因此计算导轨热变形分布并分析其对加工精度的影响对于提高磁栅尺精度至关重要.采用流体仿真软件FLUENT对风场-录磁机床身这一流固模型进行了数值仿真,得出了录磁机床身的温度分布情况,并通过有限元软件ANSYS计算导轨的热变形.     

基于ANSYS的数控铣床主轴架的模态分析

主轴架是主轴的支撑体,其动态特性直接影响铣床的加工精度,进而影响零部件的精度。采用三维设计软件SolidWorks建立机床主轴架的三维实体模型,导入ANSYS软件对其进行三维有限元分析,为机床关键零部件的设计提供了重要理论依据,保证了零件的设计要求,缩短了设计周期。     

滚齿机热变形分析与误差检测新方法

对滚齿机加工热变形现象及热变形对齿轮加工精度的影响进行分析和讨论。提出了一种滚齿机热误差的新型检测方案,该方案可全面、有效地检测出热变形引起的滚刀与加工工件位置偏差现象,这对滚齿机热变形分析及误差检测有重要的理论和实际意义。     

基于自动编程系统的大型滚齿机热误差补偿

为降低大型数控滚齿机热误差,提高滚齿机加工精度,基于西门子数控系统与自动编程系统,提出一种数控滚齿机热误差补偿方法与系统.针对某型号大型数控滚齿机,利用模糊聚类法对热误差补偿温度变量进行优选,采用多元回归—最小二乘法,建立了滚齿机滚刀和工件主轴中心距热误差与温度关系的补偿模型,并在该大型数控滚齿机加工过程中进行了热误差补偿试验.结果显示,滚齿机滚刀与工件主轴中心距热误差值降低了约77.89％,齿轮加工精度提高了1～2级,表明所建立的热误差补偿模型精度高,所提出的滚齿机热误差补偿方法与系统具有实用价值.     

高速电主轴的热变形研究

以高速机床电主轴单元为研究对象,研究主轴温升对电主轴精度的影响.通过对电主轴主要热源的分析,应用ANSYS软件对主轴进行建模,研究高速电主轴轴心温度场的分布情况和主轴的变形趋势.在明确主轴产生的热量与热变形量之间关系的基础上,提出针对电主轴热变形量的补偿措施,从而提高高速机床的稳定性,确保主轴精度的保持性.     

基于ANSYS的数控车床尾座箱体分析及优化

尾座是重型数控机床的重要部件,起到夹紧、定位工件的作用,对机床的加工精度及稳定性影响很大。利用UG软件建立尾座箱体的三维模型,导入ANSYS Workbench软件中,对模型进行有限元分析,得到其静态与动态特性,然后根据有限元分析结果对其进行拓扑优化。文中优化方法是在尾座箱体满足机床使用要求的基础上,尽量节省材料,减少运动惯性,提高加工精度。     

大型数控滚齿机立柱动力学仿真分析

为避免大型数控滚齿机滚削力引起立柱振动而影响加工精度,对大型滚齿机立柱刚度特性及谐响应进行了仿真分析。在滚齿机立柱结构特征、滚刀主轴传动原理及动力学理论基础上,建立了滚齿机立柱与滚刀箱有限元仿真模型,仿真求解得到了立柱模态及谐响应参数。通过立柱动态响应的振动频率与变形量分析,得到了滚齿机加工时立柱设计结构应避开的共振频率范围,揭示了立柱振动变形量的变化规律,提出了立柱结构设计与安装方法的改进建议,为大型数控滚齿机部件的设计优化提供了理论依据与参考。     

高精度立式磨床热-结构耦合分析

在有限元法与热应力学分析的基础上,建立了高精度立式磨床整机有限元模型,计算了磨床在加工过程中整机热特性分析的边界条件。利用有限元分析软件ANSYS Workbench对整机进行热特性分析同时对主轴系统进行热-结构耦合分析,得到整机的温度场及对加工精度有主要影响的主轴热变形。分析了影响整机温度分布与主轴热变形的因素,对整机与主轴结构提出了一些热误差补偿建议,分析结果为磨床整机及主轴系统的进一步热特性优化设计及热误差补偿提供了一定的依据。     

CKS6125数控机床主轴动态特性研究

主轴部件是机床实现旋转运动的执行部件,主轴精度的好坏直接影响机床的加工精度。本文采用有限元分析方法,运用ANSYS软件,对CKS6125主轴进行了较精确的建模仿真．并在此基础上,主要分析了主轴跨距、轴承刚度、前端集中质量变化对主轴动态特性的影响。     

内喷式超低温加工机床的温度场仿真分析

以自主研制的内喷式超低温加工机床为分析对象,建立了该型号机床的整体三维模型。在充分分析机床边界条件的基础上,建立了内喷式超低温加工机床多物理场耦合的有限元分析模型。利用ANSYS进行热-流-固耦合仿真分析,得到内喷式超低温加工机床在一定转速下的温度场分布、变形以及热平衡时间等热态特性,并探究内喷液氮对机床热态特性的影响作用。结果表明内喷液氮对机床热态特性有明显的改善,得到的温度场和变形情况也为内喷式超低温加工机床的结构优化设计以及热误差补偿提供了参考。