基于热结构耦合作用的滑枕部件变形规律研究

龙门加工中心用滑枕部件主要目的在于增强机床加工零件时的刚性,其在受热条件下的变形会严重破坏刀具与工件的位置精度,滑枕部件热变形对机床加工精度影响显著。该研究根据热结构耦合理论,采用有限元方法对滑枕部件进行了热变形分析,得到了机床以最大转速3000r/min达到稳态时的变形结果,温度最高为85.8℃,最大热应力为77.62MPa,Y向变形为0.15mm,仿真结果与实测数据相符。为该型龙门加工中心滑枕部件结构优化和热变形补偿提供了理论依据。     

重切龙门镗铣加工中心结构静动态特性分析

为了在设计阶段精准评估重切龙门镗铣加工中心结构的动静态特性,建立加工中心整机结构有限元仿真模型,分析其静、动态特性。通过模态测试验证动态仿真模型的准确性和有效性,根据分析结果提出加工中心的结构优化建议。结果表明：由于滑枕的静刚度不足,导致加工中心 Y 方向的静刚度较低,在1 500 N切削力作用下,最大变形可达0.008 137 mm;加工中心的前6阶实测固有频率分别是41.87、55.69、88.06、103.45、129.68、159.41 Hz,前6阶固有频率的平均仿真计算误差为6.5%,立柱和滑枕位置在外部激振力作用下易发生较大的动态变形响应。     

数控龙门镗铣床滑枕热特性分析

滑枕是影响数控龙门镗铣床加工精度的关键部件。针对切削加工中存在的实际问题,确立导致滑枕热变形的热源,对轴承生热率进行计算,建立热变形数学模型;对滑枕进行热性能分析,并对主轴轴系结构进行改进。结果表明:滑枕的最高温度在主轴轴承支承处,为64.13℃;滑枕的最大的热变形在主轴轴承支承端,为38.9μm;采用冷却套结构、后轴承自由支承方式,减小主轴、滑枕热变形,从而提高数控龙门镗铣床加工精度。     

龙门加工中心主轴系统热态特性分析

建立了龙门加工中心主轴系统的有限元模型,计算了主轴轴承的发热量以及主轴系统各个表面的对流换热系数,利用ANSYS对其温度场进行有限元分析,并利用ANSYS中的耦合场分析计算出主轴系统的热变形。计算结果表明：主轴系统在一定载荷下以3000r／min的速度运转时,需要2h45min可达到热平衡状态;最高温升出现在前端轴承安装处,最大热变形达21．7μm。分析结果为主轴系统结构优化设计以及冷却、补偿系统的设计提供了一定依据。     

基于有限元法的数控龙门铣床滑枕部件的热特性研究

滑枕是数控龙门铣床的关键功能零部件,现有滑枕部件的热变形过大影响了机床的加工精度。采用热弹性力学理论和有限元方法,对滑枕部件进行热特性分析,建立滑枕部件的热力耦合变形的有限元方程。针对实际加工中存在的问题,建立了滑枕有限元模型,确定了滑枕的内部热源、传热方式和边界条件;通过ANSYS Workbench软件对滑枕进行热态性能分析和热力耦合分析,并计算得到稳态时滑枕的温度场分布和热变形大小,为数控龙门铣床的滑枕改进设计提供依据。     

TK69落地铣镗床滑枕热力学性能分析及实验研究

在对TK69数控落地铣镗床滑枕热源分析的基础上,计算出相关热源的发热量。利用Pro/E对滑枕进行三维建模,借助有限元分析软件对其进行热力学性能分析,分别研究滑枕伸出长度对热变形的影响,主轴转速对滑枕温度场和热变形的影响。并通过相关的实验对分析的结果进行验证,对比发现分析的结果和实验的结果相差不大。为了进一步提高滑枕的热力学性能,对其结构进行改进,通过对改进后的结构进行验证,表明改进后的模型的热力学性能同改进前相比有很大的提高。     

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.     

高速立式镗铣加工中心滑枕动态特性有限元分析

以高速立式镗铣加工中心滑枕为研究对象,针对其结构特点,建立了滑枕、滑块和丝杠组合体的有限元模型.考虑到滑枕与滑块和丝杠的联接方式和运动形式等因素,采用ANSYS Worlbench中的No Separation接触类型单元仿真接触面.对滑枕进行模态和谐响应分析,得出了1至6阶固有频率和相应振型以及滑枕结构9个关键点的位移频率曲线.分析结果表明,滑枕的薄弱环节在其与丝杠接触的部位,切削力频率与滑枕五六阶固有频率接近时,滑枕容易发生共振.据此提出了针对性的改进意见,为滑枕的优化设计提供了重要依据.     

滑枕下垂变形的分段补偿方法

首先分析了主轴滑枕悬伸的下垂变形，讨论了使用拉力油缸对滑枕进行反向变形补偿方法的不足。详细介绍了使用推、拉油缸对滑枕进行反向变形分段补偿的方法。该方法是在滑枕内部安装一对推力油缸和一对拉力油缸，通过不同油缸的各自不同作用，使得滑枕产生分段反向弯曲，以此来抵消滑枕的大部分下垂变形，有效减少滑枕的自身变形，并通过数控系统来补偿主轴刀具的下垂位移误差，且完全消除主轴刀具的角度误差。     

五坐标龙门加工中心主轴系统热特性的数值分析

根据A、C双摆头五坐标龙门加工中心的工作特点,基于热弹性力学和有限元理论,建立热力耦合变形的有限元方程.用该方程对主轴系统热特性进行数值分析,在确定内部热源、传热途径和边界条件的基础上,计算得到稳态时的主轴系统的温度场分布和热变形值,并对结果进行评价,为A、C双摆头主轴系统的设计提供技术支持.     

滑枕综合热补偿研究

新设计的滑枕热伸长补偿机构消除了滑枕达到热平衡之前因热变形造成的瞬态热误差。通过试验,测出机床达到热平衡后主轴的温度误差和机床对应的温度场,并利用最小二乘法拟合出该误差和温度值之间的数学模型,将数学模型输入数控系统中进行机床主轴的稳态热补偿,即温度误差补偿。这两种热补偿相结合的方式进一步提高了机床的加工精度,保证了数控龙门柔性生产线各种零件的加工精度要求。     

TC4钛合金钻削力和钻削温度仿真研究

为了提高TC4钛合金的可钻削性,采用有限元分析软件AdvantEdge建立TC4钛合金铣削加工有限元模型,分析工件和刀具上的温度分布规律,获得了钻削加工过程中钻削参数对钻削力和钻削温度的影响规律。结果表明：钻削TC4钛合金时最高温度出现在切屑上;钻削力随着主轴转速和进给量的增加而增大,随着钻头直径的增大而减小;钻削温度随着主轴转速、进给量和钻头直径的增加而增大。     

机床刀具热变形有限元分析与计算

以超重型数控卧式镗车床切削过程中刀具的热变形为研究对象,在论述金属切削过程刀具热变形有限元计算分析过程的基础上,对切削过程中刀具的受力、受热进行分析计算,并借助有限元分析软件Ansys对刀具进行有限元建模和加载计算,以模拟实际切削过程中刀具的热变形.该研究在一定程度上实现了对刀具热变形的定量计算,为进一步研究其对加工精度的影响、采用误差补偿方法提高加工精度提供了参考.     

精密卧式加工中心主轴系统热特性分析

主轴系统的热特性对精密卧式加工中心的加工精度有重要影响.以精密卧式加工中心的主轴系统为主要研究对象,采用有限元软件的热、结构耦合技术仿真计算了主轴系统达到热平衡状态后的温度场分布和热变形.然后结合主轴系统的结构特点,分析了主轴转速、轴承跨距、冷却液流量和冷却液初始温度对主轴系统热特性的影响.结果表明,主轴转速、冷却液流量和冷却液初始温度对主轴系统的温升和主轴端面跳动有重要影响,而轴承跨距的改变影响不大.     

高速大功率电主轴的油水热交换系统设计

高速电主轴是实现高速加工的首要关键技术,文章对电主轴的电机基本结构和发热特性进行了分析,并设计出对电机定子进行循环冷却的油水热交换系统,通过有限元分析结果表明油水热交换系统能较好地解决电机定子的散热问题.     

电火花成形机床滑枕的有限元瞬态动力学分析

以牛头式电火花成形机床为有限元仿真分析的对象,对该机床的重要零件滑枕进行受力分析,确定各个载荷的大小和载荷与时间的关系.对已经建立的有限元模型施加边界条件和载荷,对其进行瞬态动力学分析,从而求解出滑枕在瞬态载荷的作用下的位移、应力、应变以及反作用力随时间的变化关系.通过对各个变化关系的分析,得出牛头式滑枕刚性在牛头部位...