基于ANSYS Workbench的微型数控车床主轴动静态性能分析

数控机床主轴的结构特性对其加工精度具有重要影响。根据自行设计的微型数控车床的主轴结构特征,应用有限元分析软件ANSYS Workbench对其主轴进行了动静态性能分析。通过对微型数控车床主轴的静力分析、疲劳分析的和模态分析,得到其动静态特性参数。在静态特性分析中将轴承约束等效为刚性约束,在模态分析中将轴承约束等效为弹簧单元的弹性约束,求主轴约束模态,进而求其临界转速。求得主轴动静态特性参数均在合理的范围内,验证了主轴设计的合理性,为后续进行微型数控车床整机的动静态特性研究与优化设计奠定了基础。     

高速电主轴热-结构耦合及选材分析

高速电主轴热变形问题一直是影响加工精度的重要因素。为降低电主轴的温升和轴向热伸长量,对某电主轴的热源及热边界条件进行分析,利用ANSYS Workbench软件进行热-结构耦合仿真,得到电主轴温度场和热结构耦合场;搭建实验台测试电主轴系统的温度场和轴向热伸长,验证有限元模型建立的正确性。最后选用38CrMoAl、ZrO₂、Si₃N₄、玻璃陶瓷作为主轴材料进行热-结构耦合对比分析。结果表明：陶瓷材料在热态性能方面优于钢材,玻璃陶瓷材料热态性能最好。     

变速箱试验台主轴系统的热－应力耦合场分析

分析汽车变速箱试验台主轴系统的热源和散热,建立了基于热-应力耦合分析的试验台主轴系统有限元模型,按设计要求与工作实际情况计算出发热率和热交换系数,利用ANSYS的热接触有限元分析方法对主轴系统的温度耦合场进行了分析。分析结果表明,主轴系统的散热结构存在缺陷,达不到散热要求,造成轴承座的形变过大而影响实验精度。针对设计实例,提出改进主轴系统热态特性的措施,并对改进后的结构重新进行有限元分析,在合理的分析结果的基础上对设备进行改进,实际测量发现改进后的主轴系统散热效果良好。研究结果为主轴系统的散热结构设计提供了参考和依据。     

HDBS-63高速立式加工中心主轴系统热分析

分析了主轴系统在机床中的重要性及机床误差的主要来源.设计一种立式加工中心的主轴系统,建立主轴系统三维实体模型,经简化导入有限元分析软件,利用有限元法对主轴系统进行热分析及"热--结构"耦合分析.通过不同工况的仿真结果分析,得到主轴系统的温度场分布状况和热变形状态的变化规律,为主轴系统设计提供了良好的参考依据.     

加工中心主轴系统的热变形分析与有限元计算

以TH6350卧式加工中心为研究对象,构建了一套基于虚拟仪器系统的加工中心主轴系统温度场和热误差测量系统,测出了加工中心主轴系统的温度场和各项热变形.建立了基于I-DEAS的加工中心主轴系统的温度场和热变形有限元模型,计算出了主轴系统的温度场和热变形,计算结果与实测值得到了较好的吻合,研究结果为加工中心的改进设计、温度控制和误差补偿提供了理论依据.     

加工中心主轴系统的热变形分析与有限元计算

以TH6350卧式加工中心为研究对象,构建了一套基于虚拟仪器系统的加工中心主轴系统温度场和热误差测量系统,测出了加工中心主轴系统的温度场和各项热变形.建立了基于I-DEAS的加工中心主轴系统的温度场和热变形有限元模型,得到了主轴系统的温度场和热变形分布及其计算结果,计算结果与实测值得到了较好的吻合,研究结果为加工中心的改进设计、温度控制和误差补偿提供了理论依据.     

基于ANSYS的高速精密冲床热-结构耦合分析

基于高速精密冲床的热态特性,对高速精密冲床进行了热源分析与传热机制分析,计算了冲床的热分析的初始条件及边界条件,利用SolidWorks软件建立冲床整机的有限元模型,运用ANSYS软件对冲床进行热-结构耦合分析,求解出该高速冲床处于稳态环境下的整机的温度场和变形场,分析出冲床的加工误差.对比红外热像仪测得的实际冲床温度值,验证了温度场仿真分析结果的可靠性,为冲床的结构优化设计和热平衡设计提供理论依据.     

数控车床主轴密封结构的改进设计

机床主轴一般采用非接触迷宫式密封结构,切削液容易进入主轴箱体内,引起轴承锈蚀。为解决这一问题,对数控车床主轴结构、漏液原因及密封原理进行了理论研究;以某型数控车床为研究对象,分析了该主轴密封结构存在的问题,重新设计迷宫式密封结构,并设计了安装在前端的密封装置。改进后的数控车床主轴由气幕密封、密封圈密封和迷宫式密封形成三重密封结构。使用效果表明,改进后的结构有效地解决了数控车床主轴密封的问题。     

基于热-结构耦合的某液压动力转向器结构有限元分析

液压助力转向器在汽车上有着广泛的应用.由于液压油长时间的流动会使转向器温度升高,将有可能影响到汽车的操稳性能.以某循环球式液压动力转向器为研究对象,采用有限元方法,建立转向器热-结构耦合分析模型并进行了求解,对比分析了有无温度载荷时转向器各零部件刚度的变化.结果表明:温度对转向器各零部件的变形有一定影响,但不会影响到转...     

一种高速数控车床主轴装配工艺方法研究

某机床制造企业开发的新型高速数控车床广泛应用于汽车行业和精密轴承行业的精密零件加工。在产品的试验过程中,发现主轴运转噪声很大,严重影响机床精度,轴承的使用寿命也大大缩短。通过对该产品的主轴结构和装配过程进行分析,找出装配精度超差的原因,并根据发现的问题,提出新的装配工艺方法,最终解决了装配精度超差的问题。     

FANUC系统数控车床主轴转速控制与调整

数控车床调试时主运动速度控制是一个重要内容。针对串行主轴和模拟主轴两种控制方式,给出了使主轴实际转速与主轴指令转速S一致的解决方案。     

TwinCAT数控系统在CAK6136数控车床改造中的运用

开放式数控系统具有模块逻辑独立、接口标准化、可移植性好的特点,成为当前数控系统的主要发展趋势。设计一种基于Twin CAT的嵌入式软PLC的数控车开放式系统,并将其运用于CAK6136车床。进行了上位机的设计、Ether CAT模块的选择与参数调试、G代码译码、插补、ADS通信、车床的调试。     

数控车床主轴回转精度寿命的灰色预测

将数控车床主轴回转精度的过去及现在已知的或非确知的情况,视作一个灰色系统。通过定期检测5台同一型号数控车床主轴的径向跳动误差、轴向窜动误差和卡盘端面跳动误差值,构成原始等间隔数据序列。据此建立灰色系统GM(1,1)模型,求解灰色系统的微分方程。结果表明:通过残差模型的修正提高了计算精度;修正后的GM(1,1)模型可用来预测数控车床的主轴回转精度寿命,为数控车床的后期检修周期、更换主轴轴承、恢复机床精度提供了依据。     

基于USB总线的微型车床开放式数控系统研究与设计

针对微型车床数控加工系统,提出并初步实现了一种便捷的基于USB总线的开放式数控系统。开放式数控系统由上位机和STM32+FPGA组成的下位机构成。研究了数控系统实时多任务调度,译码、刀补、插补算法的软件实现,针对微型车床研究了下位机的功能要求并设计了硬件电路板,研究了下位机的内存管理及运动控制的实现。提出了一种基于USB串行总线的通信方式,验证了USB在开放式数控系统中的可行性。实验证明,USB总线可以便捷高效地运用在开放式数控系统中;通过软硬件结合的方式,保证了系统具有良好的开放性、实时性和同步性。     

SC125型数控立车主轴定位分度系统及电气驱动系统的改造

针对罗马尼亚ＳＣ１２５大型数控立车主轴定位分度系统问题,提出了用西门子ＣＮＣ交流伺服进给系统进行改造的方案,并进行了有关硬件和软件设计,完成了主轴分度定位控制的高性能数控机床的改造,使该立车具有七种工作模式,实现了车削与铣削为一体的两种控制方式,通过误差补偿达到了较高定位精度。完成了电气驱动系统的改造。     

基于激光熔覆的车床主轴再制造

随着我国可持续发展重大战略的推进,蕴含着高附加值的损伤、退役机床再制造研究越来越受到重视,作为机床的核心部件之一,损伤主轴再制造成为机床再制造的关键。使用Nd∶YAG固体激光熔覆设备及FeCr合金粉料对损伤45钢主轴进行修复再制造研究,使用扫描电镜观察了熔覆层组织结构,通过显微硬度测试、摩擦磨损试验分析了熔覆层硬度及耐磨性,使用磨床对主轴熔覆层进行精密磨削加工。结果表明所得熔覆层无气孔裂纹等缺陷,其硬度达547 HV0.1,相同负载条件下熔覆层耐磨性为基体材料的3.7倍;磨削加工后再制造主轴完全恢复至设计尺寸,经过相同服役时间后再制造主轴磨损量小于新品主轴磨损量,说明了车床主轴激光熔覆再制造的可行性及有效性。     

数控车轮车床液压系统设计

介绍某数控车轮车床液压系统设计,包括关键技术的应用,以及试制中遇到的问题的处理,分析其结构原理、特点及元件选择的原则。     

数控机床电主轴单元热-结构特性动态分析

分析了高速电主轴单元热变形机理与散热机制,对主轴单元热态特性要求进行了描述,利用AN-SYS对高速电主轴进行了热-结构耦合分析。通过改变电主轴有限元模型中的边界条件,对不同转速、润滑方式、冷却结构设计、内装式电机选择条件下电主轴热-结构特性进行了对比分析。根据分析结果,提出了改善电主轴热态特性的措施,为电主轴冷却结构设计提供了参考。     

基于Profinet的双主轴数控磨床控制系统的设计与实现北大核心

在设计双主轴数控外圆磨床控制系统方案时,两个砂轮主轴电机转速采用模拟量模块控制,但数控系统只能支持一个模拟主轴的控制。为解决此问题,通过808D AD数控系统的Profinet总线通信接口连接S7⁃1200 PLC扩展第二模拟主轴。对第二模拟主轴进行数控编程时用R参数代替S转速指令,使用GET指令、S7通信协议将转速指令发送至远程PLC端,再从PLC的模拟量模块中输出;第二模拟主轴的编码器连接至PLC的高速计数器输入口,使用PUT指令将实际转速传输至数控系统侧;针对双主轴磨削工艺设计制作808D AD的用户自定义界面,可显示2个主轴的指令转速、实际转速。结果表明:采用总线通信,系统抗干扰能力强,第二模拟主轴的转速误差可以控制在10%以内,对主轴转速控制或非联动位移轴控制具有一定的参考价值。