数控机床进给系统静动态特性分析

进给系统作为数控机床的主要组成部分,其性能直接影响机床的加工精度和加工效率,对其静动态特性进行分析有着重大的意义.运用有限元方法对数控机床进给系统进行静动态特性分析,得到进给系统的静力变形云图、固有频率以及振动特性.分析结果表明:进给系统最大变形为5.6μm、最大屈服应力为2.8 MPa、安全系数达到15,均符合要求,...     

立式加工中心Z向进给系统动态特性分析

立式加工中心Z向进给系统动态特性对加工中心的加工精度、抗共振的可靠度影响较大。利用有限元方法对立式加工中心Z向进给系统进行了动态特性分析,探讨了融入结合面特性的进给系统动力学有限元模型的建立。通过模态分析和谐响应分析,得出了进给系统的固有频率和振动特性,通过试验验证了有限元分析结果的正确性。分析结果为铣削参数的合理选择和加工中心动态性能的提高提供了可靠的依据。     

空心/实心滚珠丝杠机床伺服进给系统热特性分析

机床正向着高速高精度的方向发展,解决机床伺服进给系统在高速运行下产生的大量摩擦热及热变形,成为推进机床发展的突破口。提出采用通入冷却介质的空心滚珠丝杠来抑制温升从而控制热变形。先对轴承副和螺母副摩擦生热、热边界条件及滚珠丝杠变形进行理论计算,运用ANSYS分别对不同载荷不同转速下实心/空心滚珠丝杠的传热进行分析,再对空心/实心滚珠丝杠机床伺服进给系统变形进行分析,通过完整的仿真得出:通入冷却介质的空心滚珠丝杠伺服进给系统可以有效地抑制温升和热变形,为机床伺服进给系统的设计和研究提供理论依据。     

高性能加工中心进给系统的计算机辅助设计

通过对高性能加工中心的伺服进给传动系统主要部件伺服电机、滚珠丝杠螺母副的设计选型过程进行理论分析,基于VC++和SQL数据库技术实现选型自动化系统。只需输入设计和选型参数,系统自动计算、校核和查表,选出满足条件的型号。该系统可提高设计效率和质量,界面友好直观。     

滚珠丝杠进给系统刚柔耦合动力学建模与时变动态特性分析

数控机床运行过程中,多轴滚珠丝杠进给系统的刚度和惯量会随着各轴位姿的变化而变化,致使其动态特性呈时变的特点。多轴滚珠丝杠进给系统时变动态特性的高保真建模与分析已成为数控机床轮廓误差精准预测的瓶颈难题之一。针对这一难题,提出基于拉格朗日方程与Ritz级数法的滚珠丝杠进给系统刚柔耦合动力学建模与分析方法。以某型号五轴加工中心的两轴滚珠丝杠进给系统为具体对象,重点考虑丝杠本体轴扭方向的连续弹性体变形影响,采用拉格朗日方程建立滚珠丝杠进给系统的刚柔耦合动力学模型,并采用Ritz级数法对方程求解,得到动力学模型的数值解。利用所建立的动力学模型分析进给轴位姿对两轴进给系统固有频率和模态振型的影响,发现各阶固有频率和模态振型随进给轴位姿的变化规律与对应阶次的主导轴有关。随着主导轴进给台由固定端移动至支撑端,对应阶次的固有频率逐渐减小,对应阶次的振型中丝杠本体的弹性振动幅值逐渐增大。此外,两轴进给系统的低阶模态振型主要由承载轴主导,高阶模态振型主要由附属于承载轴的子轴主导。最后,通过模态实验对所提方法进行应用验证,证明所建立动力学模型的准确性。研究结果对数控机床轮廓误差的精准预测具有重要参考价值。     

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。     

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。     

高速数控车床进给系统静动态特性分析

高速数控车床的进给系统是重要部件,其静动态特性对机床整体性能的影响非常突出,应用ANSYS软件对高速数控车床进给系统进行了有限元分析.为了提高分析效率,对高速数控车床进给系统原始设计进行了简化,这些简化均不会对整体应力分布有明显影响.建立了高速数控车床进给系统有限元模型,分析其静态特性.通过模态分析得到高速进给系统固有频率和主振型,为高速数控车床的动态性能评估提供依据.     

含虚拟材料结合部的高速滚珠丝杠进给系统动态特性分析

为了构建精确的滚珠丝杠进给系统结合部虚拟材料模型,提出基于多目标优化方法获取结合部虚拟材料模型参数的方法.采用分形理论建立滚珠丝杠进给系统结合部虚拟材料参数解析模型,得到结合部虚拟材料参数的初步优化区间.基于多目标优化方法,获得滚珠丝杠进给系统结合部虚拟材料模型的参数,并通过试验对此参数获取方法进行了验证.分析结果表明...     

提高数控机床滚珠丝杠进给系统机械刚度的措施

现代数控机床要求其进给系统在较高进给速度下具有很好的定位精度和较高的速度适应能力,这就要求进给系统要有较高的刚度。文章分析了影响数控机床滚珠丝杠进给系统刚度的主要因素,提出了提高进给系统刚度的技术措施。     

基于磁流变阻尼器的滚珠丝杠进给系统主动抑振研究

针对滚珠丝杠进给系统轴向振动影响工件的加工质量和精度保持性的问题,将磁流变阻尼器应用于机床滚珠丝杠进给系统轴向抑振。设计磁流变阻尼器,进行磁流变阻尼器阻尼特性试验,采用最小二乘法和BP神经网络对阻尼力进行了辨识。建立带有磁流变阻尼器的机床滚珠丝杠进给系统单自由度振动模型,基于Runge-Kutta法计算了系统的动态响应。通过数值计算发现：阻尼器输入电流由零逐渐增大时,系统能够快速趋向于稳定;由幅频曲线可以看出,磁流变阻尼器抑制滚珠丝杠进给系统的振动是可行的。最后试验验证了磁流变阻尼器能够很好地抑制滚珠丝杠进给系统的振动。     

计算机辅助丝杠副动态测量自动测控系统

通过分析丝杠导程误差的动态测量方法,给出了测量仪控制系统设计方案,着重研究了计算机辅助检测分析丝杠动态测量检测系统.开发了基于Windows的计算机辅助分析测控软件,具有良好的人机操作界面,实现了丝杠的自动测量、自动分析、自动精度验收评定,效率高,操作性强,性能稳定可靠.建立了丝杠精度标准数据库及丝杠测量数据库,为工厂的自动化管理提供有益的帮助.     

双主轴铣削加工中心立柱的静动特性分析及多目标优化

针对采用传统方法设计的立柱静、动刚度存在薄弱和不足的问题,通过建立立柱受力模型,对立柱进行静力分析、模态分析以及谐响应分析,确定立柱静动刚度薄弱的部位和方向;根据分析结果,选取8个结构尺寸为设计变量,以总变形量、前3阶频率加权平均值和质量为优化目标,建立多目标优化数学模型,通过多目标遗传算法和灵敏度分析得到优化结果。结果表明:立柱总变形量减小了5.5%,质量减少了1.2%,前3阶频率加权平均值增加了2.17%,X、Y方向峰值响应分别减小了75.5%、75.44%,达到了优化的目的。     

HDB-63高速卧式加工中心立柱动静态特性有限元分析

以高速卧式加工中心柱为研究对象,建立了其基于组合体的有限元模型并分析了结构特点.立柱连接着滑架和床身,是加工中心重要的连接部件.为保证加工中心的加工精度和静动态特性,有必要对立柱的静动态特性进行有限元分析,检验立柱的设计是否合理.对立柱进行了静力分析,分析结果表明立柱的变形主要集中在上部.对立柱进行了模态分析,分析结果表明其薄弱环节为两侧支撑.静力分析和模态分析的结果为立柱的结构优化指明了方向.     

滚珠丝杠副轴向静刚度试验系统开发

设计开发了滚珠丝杠副轴向静刚度测试系统,包括液压加载控制系统、螺母副微位移测试系统。设计了以测力传感器输出信号为基准的刚度检测方案。按照标准测试试验流程,通过RS-232通信接口实现了对滚珠丝杠副轴向静刚度的测试和曲线的实时显示。为滚珠丝杠副轴向静刚度的深入研究,进一步提高滚珠丝杠副的定位精度提供了技术方法及试验平台。     

滚珠丝杠副轴向静刚度确信可靠性建模与分析

基于设计裕量、随机不确定性因子、认知不确定性因子,建立了双螺母滚珠丝杠副轴向静刚度确信可靠度模型.与蒙特卡洛法相比,考虑认知不确定性后可靠度变小.基于确信可靠性模型,对随机不确定性因子和认知不确定性因子进行了灵敏度分析,发现在可靠性提升前期随机不确定性对其影响较大,后期认知不确定性影响较大,因此,丝杠设计前期应以减少随...     

滚珠丝杠螺纹曲面参数非接触测量系统设计

针对目前广泛应用的机床功能部件滚珠丝杠螺纹曲面误差检测方面的不足,设计了滚珠丝杠螺纹曲面非接触测量系统,包括整体测量方案、硬件设计和软件设计.系统硬件主要由试验台、电机控制系统和数据采集系统组成.系统软件以Visual Basic为开发平台,实现数据采集、处理和存储.系统采用高精度非接触位移传感器,采集实际螺纹曲面数据,分析数据,计算螺纹参数误差并保存结果.该系统测量可靠,精度高,自动化程度高,为提高滚珠丝杠产品性能提供了有参考价值的检测手段.     

高速滚珠丝杠副性能试验与分析方法研究

基于自主开发的性能试验台,对高速滚珠丝杠副的性能试验与分析方法进行了研究.介绍了高速滚珠丝杠副性能试验系统的构成,提出了性能试验的方法;在此基础上,进一步对试验数据的分析方法进行了研究;针对指定型号的高速滚珠丝杠副进行了性能试验,并对试验得到的数据进行了具体分析,试验与分析结果验证了所提出方法的有效性.