龙门机床横梁结构的轻量化设计

横梁是数控机床的关键部件之一,其静动特性的好坏直接关系到加工工件的几何精度和表面质量。其中,横梁自身内部筋板的结构布局对其性能起决定作用,因此,设计布局合理、尺寸最优的筋板非常关键。汉川机床厂在横梁整体尺寸不变的情况下将横梁a"米"字型筋板数从5增加到10得到横梁c,整体性能有较大的改进,但相应横梁的质量也有所增加。通过对横梁c进行有限元分析,得到静态变形参数和前四节模态振型;以横梁质量最小为目标,Y和Z方向变形位移、低阶固有频率为约束进行尺寸优化设计,得到筋板最优尺寸参数。在整体性能较好的情况下,横梁质量减小了5.05%,实现了横梁结构的轻量化设计。     

大跨距龙门五面体机床横梁最大工作载荷分析

五面体机床因一次装夹能够实现多面加工,具有加工速度快、精度高、效率好等特点,受到机械制造企业的青睐。从五面体机床的加工受力特点出发,通过建立其横梁的力学模型,对五面体加工过程进行载荷分析,最后提出与之相匹配的机床结构。     

龙门加工中心横梁轻量化设计

机床横梁的静动态性能对机床的加工精度影响很大,因此需要对横梁进行优化设计以提高其静动态性能。对原横梁进行有限元分析,并对横梁筋板结构、横梁支撑导轨面结构进行了优化设计。对比优化前后横梁的静力学特性和模态特性,优化后的横梁在最大应力和一阶固有频率基本不变的情况下,其中质量减轻最为明显,减轻了499 kg,最大变形量减少了7.84%,轻量化效果明显,提高了横梁性能。     

大跨距数控龙门机床横梁优化设计

本文通过对比几种龙门机床的横梁结构,优选出变形最小的结构,对该结构进行灵敏度分析后获得最小重量和最佳刚性的横梁结构,获得较高的固有频率。最后得到横梁上下导轨在X、Y向的变形曲线图,利用该图形成加工反变形曲线图,提高了横梁的精度及稳定性。     

基于灵敏度分析的龙门加工中心横梁轻量化设计

以某龙门加工中心的横梁为研究对象,在传统经验设计得到的横梁结构基础上,建立了基于ANSYS的横梁有限元模型,运用有限元分析方法,对横梁关键尺寸进行静动态特性灵敏度分析。根据灵敏度分析结果,利用最小二乘法,得出了关键尺寸对横梁静动态特性及质量的相对灵敏度。采用极端尺寸调整方法,分别以静变形量、1阶频率为性能指标,实现横梁单性能指标的轻量化设计;然后在两种方案的基础上,得到较为合理的横梁轻量化设计方案。结果表明:在满足横梁静动态特性要求的情况下,横梁质量减小了152 kg,实现了横梁的轻量化设计。     

龙门式机床横梁结构改进

龙门式机床是现代工业加工制造中一种重要的加工设备。由于内外热源的影响,龙门机床各部分会发生不同情况的变形,造成加工的机械零件出现质量问题。本文通过改进和研究龙门式机床横梁结构,提出了改进横梁的方案,希望可以给相关技术人员提供一些理论参考。     

龙门机床横梁的仿形加工

针对龙门机床横梁安装调试中的难点,提出采用有限元分析和实际检测相结合的方法,得出横梁仿形加工曲线,来指导横梁加工,避免了横梁在机床安装调试过程中因精度不合而反复加修。实践证明:该方法降低了成本,提高了装配效率。     

大型龙门机床横梁加工工艺研究

利用有限元分析技术,考虑横梁受滑鞍主轴箱等外力作用引起的变形,得到横梁的反变形曲线。精加工时,先利用雷尼绍激光检测技术,得到考虑材质分布不均,横梁自重变形的实际曲线;然后,将两条曲线拟合得出实际加工时的曲线;最后,根据此曲线编写数控加工程序进行加工。     

龙门式机床横梁的结构设计研究

横梁是龙门式机床主要支承部件，横梁结构的好坏直接影响到机床的使用性能和制造成本，本文对龙门式机庆横梁的板筋结构形式、截面形状、异轨颁布形式作了研究分析，对适用的机庆类型，加工工艺性进行了探讨，用有限分析方法，对不同截面形状的横梁在特定方向的刚度大小进行了分析对比。     

龙门机床横梁的仿形加工

对于龙门机床而言,横梁是机床结构的重要组成部分,其力学性能直接影响机床的加工精度。在机床安装调试过程中,横梁经常因为自重及受载后发生变形,致使龙门机床横梁方向直线度经常不合要求,需要反复加修,影响安装进度。为此,本文提出通过有限元分析和实际检测相结合的方法来解决此问题。     

基于ANSYS Workbench的龙门式加工中心横梁的轻量化设计

用Solid Works三维软件建立龙门式加工中心横梁结构的立体几何模型,其中横梁内部的筋板布置采用"O"型筋板,按照分析方案的设计,将三维模型导入到ANSYS Workbench中进行静力学分析以及模态分析,分别得到其静变形参数和前六阶模态振型;通过灵敏度分析得出最终设计变量,就是以横梁上下左右壁厚、中间O型筋板、后壁筋板、两边O型筋板厚度为设计输入变量;以横梁质量、横梁总变形、横梁一阶固有频率为设计输出变量,得到筋板最优尺寸参数。使其横梁结构总变形减少16.02%,1阶固有频率提高2.94%,质量减少129.9 kg,占比8.3%,实现了龙门式加工中心横梁结构的轻量化设计。     

COSMOSWorks在大型龙门机床横梁部件设计中的应用

本文针对某公司XTK27300大型龙门机床横粱结构部件设计,采用有限元分析软件COSMOSWorks特有的Bonded(结合)、Free(自由)和No penetration(无穿透)三种结合面处理方式,合理定义横梁部件中各零件间结合面,然后对横梁部件的静刚度变形进行分析,分析结果与该公司估算结果相吻合,并对横粱部件设计中存在的问题提出了合理建议,为类似大型机床横梁部件设计可提供借鉴.     

龙门式机床横梁结构有限元模态分析

龙门式机床横梁的动刚度是影响机床加工精度的重要因素。针对某企业的研发产品,通过建立龙门式机床横梁的三维实体模型和有限元模型,对横梁进行了有限元模态分析,得出了横梁前四阶模态的固有频率和振型。数值结果表明该产品具有良好的动态刚度特性,为后续的优化设计提供了理论依据。     

龙门加工中心横梁部件设计

正龙门加工中心是加工大型、复杂零件的关键设备之一。按其结构可分为:定梁式、动梁式、动柱式及桥式等,其中最常见的是定梁式。如图1所示。定梁式龙门加工中心主要由底座、工作台、立柱、横梁、滑架、滑枕、滑枕平衡、X轴驱动、Y轴驱动、Z轴驱动、主轴传动、主轴组、主轴恒温冷却、排屑系统、冷却冲屑系统及刀库及机械手等部件组     

某龙门机床横梁有限元分析及优化设计

本文以某定梁式龙门加工中心横梁为研究对象,针对原有结构特点,应用ProE软件建立机床的三维分析模型,利用ANSYS Workbench软件对其进行静、动态性能仿真分析。根据有限元分析结果,找出原横梁的薄弱环节,提出横梁结构的改进方案。针对改进方案对横梁的三维模型进行修改,并运用软件对其改进后的模型进行验证与分析。结果表明：对横梁结构进行改进后,有效的提高了横梁的静、动态性能,优化后的横梁下导轨安装面的变形减少了11%,上导轨安装面的变形减少了33%,应力减少了38%,一阶模态的固有频率增加了13.7%,为龙门系列机床横梁的设计提供了有益参考。     

龙门式机床横梁筋板结构分析与优化

横梁作为龙门式机床的主要支承部件,其性能好坏直接影响机床的使用性能和制造成本,因此,设计合理可靠的横梁结构很有必要。用有限元法对四种筋板的横梁进行了静动态特性分析,得出O字型筋板横梁性能最好;改变O字型横梁中O字个数,对七种不同O字个数的横梁进行静动态特性分析对比,得出O字的个数控制在使O字高宽之比为1时该横梁性能最佳;改变横梁厚度,对十二种不同厚度的横梁进行了模态分析,结果显示,横梁动态性能在一定的范围内可达到最佳状态。     

立式车床高精度、高刚度进给式横梁设计

立式车床横梁在立柱导轨上的运动(W轴)参与进给切削时,要求W轴具有高精度、高刚度的良好特性。高档立式铣车复合加工中心横梁升降导轨选用闭式静压导轨,横梁结构设计采用背部突出式结构,横梁加工时应用反变形加工技术,W轴进给采用全闭环控制,满足了横梁参与进给加工的高精度、高刚度要求,使W轴定位精度达到0.021 mm、重复定位精度达到0.01 mm,优于国家标准规定的进给轴定位精度0.03 mm、重复定位精度0.015 mm的规定。     

大型龙门加工中心横梁非变结构多参数轻量化分析

针对某大型龙门加工中心的横梁进行多参数轻量化设计。对横梁结构进行有限元分析得出其初始的受力及变形情况。在保证横梁结构不变的情况下,以横梁的最大变形为约束条件,选择横梁的筋板厚度、出砂孔孔径等7个结构参数作为设计变量,运用实验设计法对横梁进行轻量化设计。得到在横梁结构不变的条件下,7参数联合优化设计的设计变量参考值以及横梁总质量的响应变化值,优化设计的最优结果为横梁变形增加1.81%的同时质量减轻2.97%。     

数控动梁龙门机床横梁水平自动调整装置

提出电子水平仪与数控系统之间的通讯连接用于监测动梁式数控机床的横梁水平,通过横梁受力变形理论分析与总结,提出电子水平仪与数控系统串口通讯,尝试对横梁进行实时连续的变形监测,数控系统根据采集的数据进行数据处理。     

基于ANSYS的定梁龙门机床横梁静力学特性分析

为计算龙门机床横梁在自重下的应力及变形,分析其变形是否满足设计的精度要求,采用有限元方法,通过有限元分析软件ANSYS,分析计算出了横梁不同方向的应力和变形,结果表明:最大变形为14.3μm,出现在横梁中部重力作用方向,最大应力为4730000Pa,集中在支柱与横梁连接处。