JKM8凸轮轴磨床头架主轴系统动态特性分析

凸轮轴磨削精度主要受机床主轴系统的自激振动、受迫振动和热变形的影响,模态分析是动力学分析的基础,因此有必要深入分析主轴振型对磨削精度的影响。以JKM8凸轮轴磨床头架主轴系统为研究对象,使用弹性支承单元模拟静压轴承,建立转子-轴承系统有限元模型进行模态分析,获取系统前6阶模态参数,运用参数讨论法,研究系统固有频率随支承刚度的变化规律。结果表明:主轴转速远远低于一阶临界转速,因此不会发生共振;静压轴承的支承刚度对主轴系统的低阶固有频率影响很大,支承刚度大于300 N/μm时,固有频率的增加幅度显著减小。研究结果为磨床主轴系统的优化提供了理论依据。     

数控蜗杆砂轮磨齿机主轴系统模态与谐响应分析

针对数控蜗杆砂轮磨齿机磨削过程中具有简谐振动的特点,建立其主轴系统的三维有限元模型。利用有限元分析软件ANSYS进行模态分析和谐响应分析。通过模态分析求解获得了主轴系统的固有频率和振型,并研究了角接触球轴承支承刚度对其固有频率的影响;通过谐响应分析获得了主轴系统的变形—频率响应曲线,最后通过计算临界转速来验证主轴系统是否发生共振。研究结果表明:增大角接触球轴承的支承刚度有利于提高主轴系统的固有频率。磨削激振力的频率在600Hz附近时,变形—频率响应曲线出现了最大的峰值响应为6.56μm。为了避免共振,主轴系统的工作转速应尽量避开一阶临界转速。     

四自由度无心磨削振动系统的动态特性研究

本文以Ｙｕｊｉ Ｆｕｒｕｋａｗａ的振动模型图为基础，建立了四自由度无心磨削振动系统的动力学模型。该模型包括了系统各部件的结构刚度，接触刚度以及磨削刚度和几何布局参数。还分析了系统动态特性的控制方法，研究结果与Ｂｏｗｅ，Ｗ．Ｂ．的实验结果相一致，并可解释生产实践中的某些现象，从而为磨床设计与磨削工艺安排提供了理论依据。     

基于有限元法的码垛机器人模态分析

介绍了码垛机器人的设计原理和总体结构。利用有限元分析软件COMSOL,以模态分析为理论基础,建立了码垛机器人的有限元模型,选择了码垛机器人3种典型的位姿,并对各阶固有频率进行了分析,得出各阶固有频率下的模态振型。结果表明:各种位姿的机器人的前六阶固有频率集中在15~130 Hz之间;小臂和前后大臂是主要的动态特性影响因素,可以通过适当的增加壁厚或者提高材料的刚度来进行改进;整个机器人的固有频率较低,可以通过优化手臂平行四边形机构来提高整体结构的刚度,从而提高机器的固有频率,改善其振动特性.     

全悬挂转炉倾动机构高速级齿轮模态分析

为提高全悬挂转炉倾动机构高速级齿轮工作的可靠性,避免工作过程中发生共振,从动力学角度出发,建立高速级齿轮动力学模型,利用Pro/E建立三维实体模型并应用ANSYS在定义接触与不定义接触两种情况下对其进行振动模态分析,得到两者低阶振动的固有频率和固有振型,通过对比发现定义接触与不定义接触有着本质区别。分析齿轮参数,如模数、齿数、螺旋角等对模态的影响,为倾动机构的平稳工作提供依据。     

车铣复合加工中心进给系统机械传递环节频响特性研究

通过对比分析进给系统参数对低阶模态的影响,对系统参数进行了优化,并通过模态试验对仿真计算结果和参数优化效果进行了验证。研究表明：选用高刚度的丝杠紧轴承、较大直径和节距的丝杠、较大螺母刚度与大直径和大节距的丝杠配合,均可以提高系统的一阶固有频率,其中丝杠紧轴承一侧的刚度对于提高系统一阶固有频率的影响最显著。     

基于传递矩阵法的电主轴建模与实验分析

以YK7350B数控成形摆线轮磨齿机为研究对象,研究在高速转动状态下,动态磨削转矩和自身不平衡量引起的电主轴振动问题.通过传递矩阵法,建立了磨削电主轴系统的动态数学模型,并结合电主轴的具体参数,推算出主轴的固有频率.继而利用有限元分析软件得到了6阶模态振型和频率,最后通过进行了实际磨削实验,收集了正常加工条件下的电主轴...     

双丝杠驱动直线导轨进给单元轴向刚度与有限元模态分析

双丝杠驱动直线导轨进给单元具有良好的抗振性、高系统刚度以及快速系统响应性等优点,能够有效地抑制数控机床在高速和高加减速情况下产生的振动,因此其在高速和高精类数控机床中的应用日益广泛。基于动力学相关理论,对双丝杠驱动直线导轨进给单元进行了轴向刚度建模,并基于Hertz接触理论推导了各部分的刚度计算公式;以实例计算获得了其各部分刚度的比例关系,找到了影响双丝杠驱动直线导轨进给单元的主要影响因素,获得了螺母位置与进给单元轴向刚度的关系曲线;对采用两端固定支承方式的双丝杠驱动直线导轨进给单元进行了有限元模态分析,得到了螺母处于不同位置处的固有频率和模态振型。结果表明:螺母位置是双丝杠驱动直线导轨进给单元轴向刚度的主要影响因素,当螺母位于丝杠两固定端时的各阶固有频率明显高于螺母位于丝杠中间位置时的各阶固有频率,螺母在中间位置处刚度达到最小,在实际加工过程中要尽量避免在中间位置处进行加工。     

超高速磨削主轴系统的动态有限元分析

运用有限元分析软件ANSYS建立超高速磨床主轴系统的三维有限元模型,并对其进行模态分析,得到各阶固有频率和振型。针对超高速磨削过程中由转速产生的离心力的影响,先对主轴系统进行了静力分析,然后对其进行模态分析,获得各阶固有频率和振型。通过比较得知:考虑预紧力后,主轴系统固有频率都有提高。通过公式计算获得各阶固有频率所对应的临界转速,为磨削加工时避开共振频率提供理论指导。考虑到磨削力对主轴系统的激振力作用,利用Full法对主轴系统进行谐响应分析,获得了主轴跨中节点随激振力频率变化的幅频响应曲线,识别了产生共振的激振力频率。提出了进一步提高主轴动态特性的工艺措施。     

支撑刚度对轴向柱塞泵固有频率及应力影响分析

通过轴向柱塞泵内部振动传递路径分析,得到振动的最终受体是壳体;针对壳体进行正常工作状态下的模态分析,并将壳体支撑简化为弹性支撑,分析支撑刚度对轴向柱塞泵固有频率的影响规律;利用响应谱分析方法,分析壳体在瞬间载荷作用下产生的最大位移与最大应力随支撑刚度的变化规律。结果表明:支撑刚度越高,泵固有频率越高;并且支撑刚度的提高会减小泵所受到的应力,但是当刚度接近固支刚度时,继续增加刚度,减振效果不再明显。     

工业叶片磨抛加工过程接触控制优化

应用机器人磨抛技术对叶片进行磨抛加工过程中,由于非零逼近速度和不连续动态特性等因素使得磨抛加工接触过程存在力振荡与力过冲问题,严重影响叶片表面加工质量和系统稳定性.针对此问题,文章提出了一种磨抛加工过渡过程的优化振动抑制方法.以机器人砂带磨抛技术为研究对象,在输入整形技术的基础上引入正负交替的脉冲序列,设计出改进具有负...     

Effect of joint conditions on the dynamic behavior of a grinding wheel spindle

A numerical model of a grinding wheel spindle was presented to analyze the dynamic behavior of the wheel spindle with respect to joint conditions. Each joint condition of the wheel-spindle assembly was modeled to examine the dynamic behavior change due to disk mode vibration and joint conditions such as the bolt tightening forces between flange and wheel, and the taper tightening force between shaft and flange contact surface. The effects of bolt and taper coupling joint conditions on the dynamic characteristics, natural frequency and damping ratio of vibration modes, were numerically investigated using this model. Experiments were performed to measure modal parameters and compared with the numerical results. The numerical results obtained from the model agreed well, within 5%, with the experimental results. It was found that joint conditions, such as bolt tightening force and taper tightening force, have significant influence on the dynamic characteristics; the maximum natural frequency change was about 60%. It was also shown that the disk mode vibration of the wheel greatly affects the vibration mode of a wheel-spindle assembly.     

内齿轮磨齿机磨削头振动特性分析与试验研究

为探究内齿轮数控磨齿机磨削头振动特性,以磨齿机磨削头为研究对象,建立其三维实体模型,并基于有限元仿真软件ANSYS进行预应力下的动态特性分析,获得磨削头各阶固有频率及对应振型,并对其薄弱环节进行了优化设计,使磨削头性能得到了提高。搭建磨削头结构振动特性试验平台,利用试验测试其振动特性,采集不同工况下磨削头的振动信号,采用时域信号和频域信号的对比分析法,探究磨削头振动机制。试验结果表明:磨削头低频振动幅度较大,而且多为主轴转速接近于磨削头固有频率引起的振动。最后为降低磨削头振动提出了合理的建议。     

Simulation and verification of belt grinding with industrial robots

A new simulation and verification system of belt grinding with industrial robots is presented in this paper. The workpiece surface is represented by a discrete height field, an array of extended height segments, and a fast collision detection algorithm using k-DOP bounding volumes is adopted to accelerate the localization of the contact area. A local grinding model is incorporated to decide the real material removal. Unlike the usual global linear model, it determines the removed material in the contact area based on the acting force distribution and some other grinding parameters. With this new system, robot programmers can improve the path planning by visualizing the manufacturing process, predicting potential problems and measuring dimensional errors.     

平磨磨削力的数学模型改进与实验

为了实现操作人员对最佳磨削参数的可重复性使用,研究改进磨削力的数学模型,以此分析磨削参数对磨削力的影响。磨削力数学模型以力的加速度为核心,使用加速度规测量磨削加工时所产生的振动量,将振动加速度测量值、磨削力模型及牛顿第二运动定律进行计算求得磨削常数,将磨削常数及加工时磨削参数代入磨削力模型得到理论值,与实验结果进行验证并探讨实验值与理论值的误差大小。实验结果表明:实际测量的磨削力造成的振动加速度值与改进的磨削力模型的预测值结果误差相当接近,改进的磨削力数学模型是可行的。     

基于改进神经网络算法的螺杆砂带磨削表面粗糙度预测研究

目的 探究工艺参数对螺杆转子砂带磨削表面质量的影响规律.方法 采用工件轴向进给速度为100～300 mm/min、砂带线速度为4.4～13.1 m/s、砂带张紧压力为0.2～0.3 MPa、磨削压力为0.4～0.5 MPa、砂带粒度为120～800目的工艺参数进行螺杆转子砂带磨削正交实验,基于改进的神经网络算法,建立螺...     

GH4169镍基高温合金砂带磨削表面完整性分析

采用恒压力堆积磨料砂带磨削方法对GH4169镍基高温合金进行磨削,能够实现磨削过程的压力控制,减少磨削过程中切削力的变化对磨削特性的影响。通过正交实验法对镍基高温合金材料试件进行磨削实验,根据极差分析结果得到了材料表面粗糙度的最优磨削工艺参数。实验结果表明:当磨削压力为60 N、振动频率为1 Hz、砂带线速度为34 m/s时,表面粗糙度R_a为0.072 μm,达到最优值。同时,这也验证了该方法在磨削GH4169高温合金时的可行性,为生产中磨削参数的选择提供了实验依据。      

基于砂带磨削的铝合金磨削力和表面粗糙度的研究

建立了采用人工神经网络方法预测砂带磨削铝合金时磨削力和磨削表面粗糙度的分析模型.此模型可精确地描述砂带线速度、进给速度以及磨削深度对磨削力和磨削表面粗糙度的影响,实现了砂带磨削铝合金时磨削参数的优化.并可利用有限的试验数据得出整个工作范围内磨削力和表面粗糙度的预测值,大量减少了试验次数.     

砂轮表面磨粒出露高度对轴承钢磨削振动的影响

为探究砂轮表面磨粒形态对磨削振动的影响规律,提高磨削加工质量,构建了磨削振动模型并推导磨粒形态-接触刚性-磨削振动的对应关系,开展修整-磨削试验,通过试验分析并验证不同磨粒形态对磨削振动信号RMS和工件表面波纹特征W_a影响的差异。结果表明:在不影响砂轮锋利性的前提下,表征磨粒出露高度的砂轮AH值减小约58%,则RMS值和W_a值分别减小约47%和57%;在相同磨粒出露高度条件下,磨粒钝化的比例约20%,则RMS和W_a分别减小约22%和30%;同时,适度减小磨粒出露高度,磨粒适度钝化,有助于增大磨粒与工件接触面积,改善磨削振动,提高磨削加工质量。且提出的磨削振动模型与试验结果相符。