重载摆角铣头模态分析与实验研究

重载摆角铣头是重型五轴联动数控机床的重要功能部件,用于大型复杂曲面的加工。这类铣头的特点是必须同时实现回转和摆角等多自由度运动、结构紧凑、重载和高刚度。掌握铣头的模态特性及其影响因素之间的关系,是重载摆角铣头自主研发必须解决的关键问题。为此,提出一种多约束方式下的理论分析与实验验证相结合的综合研究方法。在理论分析方面,模拟铣头悬挂状态和实际工况两种约束方式,对摆角铣头进行了模态分析和比较,相互验证两种约束状态下理论分析的正确性。在实验研究方面,铣头箱体采用自由支撑、铣头整体采用原装固定的方式分别进行了模态实验研究,并将实验研究结果和上述理论分析结果进行了比较和分析。从而得到铣头准确的模态特性、薄弱环节及其影响因素,为国产重载摆角铣头的结构优化设计和改进提供理论与实验支持。     

多约束状态下重载机械式主轴有限元建模及模态分析

重载机械式主轴是重型数控(Computer numerical control,CNC)机床摆角铣头的关键功能部件,具有大功率、大扭矩特点,用于加工大型复杂曲面零件。其有限元建模及模态分析的准确性是主轴进一步动力学分析的基础。基于Timoshenko梁理论建立重载机械式主轴的运动方程,采用有限元法得到主轴的矩阵形式的动力学方程;在有限元软件中分别以实体单元和梁单元对主轴进行有限元建模,对轴承以Combin14弹簧单元建模,并以自由模态和实际工况约束条件下进行重载机械式主轴的模态分析;根据轴承型号计算轴承的径向刚度,作为重载主轴模态分析中弹簧单元的刚度参数;进行主轴锤击模态试验,验证重载机械式主轴多约束状态下模态分析建模及仿真结果的正确性。研究表明,把主轴考虑为Timoshenko梁单元和Beam188梁单元进行主轴有限元建模和模态分析时,结果更为准确,弹簧约束梁方式更符合实际情况。研究结果为重载机械主轴系统的进一步优化设计和精度控制提供依据。     

基于ANSYS的大型数控机床大扭矩、大功率B摆角铣头模态分析

论述了大型、精密、高档机床在未来制造业发展中的重要性;对不同结构的摆角铣头作了简单介绍.在Pro/E系统中对B摆角铣头进行三维实体造型,此B摆角铣头用于铣削自由曲面.利用实体模型,在有限元分析系统中建立铣头的动力学分析模型,并给出了实体模型建立时应注意的问题.用ANSYS软件分析了铣头的固有特性.     

Z N-35硅橡胶材料的动态力学性能试验研究

针对ZN-35硅橡胶材料宽频范围下的动态力学性能问题,通过DMTA动态热机械仪测试了ZN-35硅橡胶材料在11个不同温度下低频范围内的储能模量、损耗模量、损耗因子。依照国军标GJB981—90黏弹性材料强迫非共振型动态测试方法和主曲线绘制方法,通过对测量数据的计算和处理,绘制出该种材料的主曲线。预测出了各个温度下在更高频率下的动态力学性能,为减振材料的使用及减振器件设计提供了基础数据。结果表明：相同频率下,随着温度的升高,ZN-35硅橡胶储能模量与损耗模量呈下降趋势。当温度恒定时,储能模量和损耗模量会随着频率的升高而升高,直至趋于稳定。主曲线方法可以准确地得到ZN-35硅橡胶材料的高频动态力学性能。     

数控铣床铣头在ANSYS中的热特性分析

现代数控机床在铣削过程中,铣床铣头箱体会产生热变形,从而影响主轴传动精度及零件的加工精度.在Prate三维软件进行实体建模基础上,应用有限元的分析方法,通过ANSYS来进行热变形分析计算,找出箱体热特性的薄弱环节,从而对箱体造型进一步改进提供理论依据.     

材料中晶粒尺寸及微观畸变对X衍射线形的影响

讨论了引起X衍射线形宽化的几种因素 ,以及材料中晶粒尺寸的大小、微观畸变与X衍射线形的关系 ,有助于材料工作者在材料性能方面的研究     

重载摆角铣头关键技术研究的体系结构

以某重型机床厂在引进、吸收国际先进技术的基础上自主研发重载摆角铣头的实际需求为背景,根据重载摆角铣头的结构和性能特点,构造了重载摆角铣头关键技术研究的体系结构.该体系结构以理论研究为基础,以实验研究为验证手段.理论分析主要包括运动分析、静力分析、动力学分析、热特性分析和热力耦合分析;实验研究主要包含模态测试、热特性实验和精度实验等.本文重点对该体系结构进行阐述,后续文章将分别对体系结构中的关键问题进行深入论述,为铣头设计提供理论与技术支持.