高性能直驱混联数控机床静刚度分析

基于模块化设计技术,开发了一种由直线电机驱动的高性能混联数控机床,主要由2-DOF并联主轴头和XY工作台两大功能模块组成。以该机床并联主轴模块为研究对象,基于边界元和刚度矩阵组集方法,建立了机床静刚度模型,并编制了刚度计算软件,由此计算得到机床主轴在整个工作空间内位置刚度和旋转刚度的分布。数值仿真表明:该机床具有较好的刚度特性,满足轻切削加工静刚度设计要求。     

3 SPS+SP并联机构的静刚度分析

少自由度并联机构中存在约束反力,该力会使机构产生变形。以3-SPS+SP并联机构为例,建立了同时含有驱动和约束的全雅可比矩阵。考虑结构模型中约束反力对机构的影响,采用能量等效原理推导了输入驱动力及约束反力与外负载的映射关系,建立了该机构的全刚度模型,得到了机构的动平台线性平移及角度旋转变形量与外负载的关系。定义了该机构的刚度评价指标,分析了主要结构参数与全局刚度评价指标的变化规律,为该机构的结构参数优化奠定了基础。     

新型压力控制阀静动态特性分析

本文根据采用毛细阻尼调压技术设计的新型压力控制阀的工作原理，对其进行静态特性与动态特性的理论分析，并通过系统仿真实验表明该新型压力阀的性能可靠，抗干扰能力强。     

机床主轴系统静刚度分析及实验研究

为研究机床主轴系统静刚度特性,建立一种高性能加工中心主轴-轴承系统模型,该模型包括主轴转子和轴承。采用有限元法建立主轴轴系零件模型,并与轴承拟静力学模型集成得到主轴系统有限元模型,通过计算得到主轴系统3个方向的静刚度。对该机床主轴系统进行静刚度测试实验,以验证理论计算结果的正确性。研究表明:理论计算结果和实验结果具有较好一致性,因此可以有效地证明该有限元模型的准确性;此外,由于主轴系统内部存在阻尼效应及摩擦作用,卸载时静刚度大于加载时静刚度;同时其轴向静刚度存在一定非线性。     

组合机床滑座体静刚度有限元分析计算

本文用有限单元法应力杂交元编制的通用程序,对大连组合机床研究所设计的组合机床机械式及液压式动力滑台滑座体进行了静刚度有限元分析计算,并做了滑座体有机玻璃模型试验。在结构对比计算的基础上提出了滑座体结构改进方案。图9幅,表1个,参考文献3则。     

3PRS-XY混联型并联运动机床数控系统研究

设计了基于“Pc＋Turbo PMAC”开放模式的数控系统,实现3PRS-XY混联型并联运动机床的运动控制。利用Turbo PMAC开放的运动学计算功能,将运动学变换计算嵌入到Turbo PMAC中,在Turbo PMAC中完成轨迹粗插补,提高了控制系统的实时性和可靠性,降低了系统的开发周期。     

立式组合机床静刚度的试验研究

本文仅对前一阶段的试验研究情况作一简单介绍。 机床的刚度是确定机床基本性能的重要指标之一。机床刚度不足不仅影响加工工件的精度和表面质量,而且还由于不能提高切削速度和进给量而影响生产率。所以目前国内外都很重视提高机床的刚度,并在这方面进行了和正在进行大量的试验研究工作,但多偏于万能机     

变轴数控机床的静刚度特性分析

刚度是变轴数控机床设计需要考虑的主要因素之一.文章以BKX-I型变轴数控机床为研究对象,利用矩阵结构分析法建立了变轴数控机床的静刚度计算模型.在此基础上,扼要地分析了BKX-Ⅰ型变轴数控机床静刚度在工作空间中的分布规律,并讨论了机床结构参数对刚度的影响情况.     

一种新型五自由度混联机床的运动及仿真分析

提出用两个二自由度并联机构相串联而成的混联机构作为主进给机构,外加一维运动的工作平台使之能实现五坐标数控加工的一种新型混联机床.其具有结构简单、易于控制的特点.对其机构进行了描述,应用螺旋理论分析了球形五杆机构的运动螺旋及其反螺旋,在此基础上求得其自由度;分析了该混联机床封闭的运动学正反解,用数值方法对其正确性进行了验证;并在此基础上以Visual C 为平台,利用OpenGL对其运动进行了仿真,对设计思想及设计细节进行了验证,为样机制造提供了可靠保证.     

新型高压水压数字溢流阀的静动态特性分析与研究

介绍了新型高压水压数字溢流阀的结构及工作原理,并在建立其数学模型的基础上进行了溢流阀的静动态特性分析,并进行了计算机仿真与试验测试.仿真和试验测试的结果显示,其压力超调量、开启率、闭合率、动态响应时间和调压偏差等满足设计要求.     

变双曲圆弧齿线圆柱齿轮机床静动态特性仿真分析

以变双曲圆弧齿线圆柱齿轮专用机床为研究对象,建立了简化的有限元模型,在ANSYS Workbench中对专用机床进行静动态特性分析.通过对机床在仅受重力以及重力与铣削力共同作用两种条件下的整机静态特性进行分析,找出机床结构系统静刚度的薄弱环节,并提出改进方法;通过整机模态分析获得了前六阶固有频率及振型,同时基于模态分析...     

加工中心静刚度特性分析及实验研究

应用理论分析方法对影响加工中心静刚度的因素包括丝杠结构静刚度、进给伺服系统刚度、主轴-刀具系统静刚度、滚动导轨刚度等进行了分析.以立式加工中心VICTOR为例,分别采用数控进给加力方式和螺旋加力结构方式进行加力,实测了加工中心主轴端面与工作台间Z向和X向的静刚度值,测量结果显示加工中心的静刚度并不明显高于普通机床.为加工中心结构及系统的设计、工艺参数的选取等提供借鉴.     

三自由度混联机床的机构误差分析与仿真

文章提出了一种新的三自由度混联机床构型,基于Solidworks建立其三维实体模型.利用误差独立作用原理,建立了误差分析数学模型.通过矩阵分析方法结合运动学徽分方程,分析了并联机床静态误差,得到固定平台校链点位里误差、驱动杆长度误差与运动平台位里误差的映射关系,并对机构误差在工作空间内的分布规律进行了仿真,为混联机床的误差补偿提供了理论基础.     

超精密机床液体静压导轨静动态特性研究

高精度高刚度导轨是实现脆性材料高效高表面完整性加工的前提条件。以超精密机床的液体静压导轨为研究对象,设计了液体静压导轨结构,建立了导轨的三维模型与数学模型,并通过数值仿真,预测出不同参数条件下液体静压导轨的静态特性与动态特性。开展了超精密机床液体静压导轨静动态特性实验,验证模型的可靠性,结果表明模型预测值与实验测量结果相近,表明模型可靠,为实现脆性材料的高效高表面完整性加工奠定了理论基础。     

3-PRS&3P混联机构运动学分析

为提高工作效率,让机构得到最大化利用,提出一种新型混联机构3-PRS&3P.建立该机构的动、静坐标系,采用螺旋理论对此混联机构进行自由度分析,并通过修正的Grubler-Kutzbach公式,对该混联机构自由度进行验证,得到一致的结果;对混联机构进行运动学逆解分析和正解分析,采用余弦定理和空间坐标变换法对此混联机构进行...     

基于ADAMS的3-TPS混联机床动态特性分析

利用ADAMS软件对3-TPS型混联机床进行振动测试分析和加工仿真分析,建立了机床动态仿真分析的刚柔耦合模型,分析了机床在各个方向的振动特性,仿真分析了切削力下机床刀尖位置的位移偏差。结果表明,该机床Y、Z方向的振动响应较大,X向的响应较小;在铣削力作用下,刀尖点位移产生了明显的偏移,致使机床的加工精度降低。     

数控机床主轴静动态特性分析与优化设计

针对采用传统方法设计的主轴存在刚度不足、动态响应差的问题,以专用数控机床主轴为研究对象,基于CREO对其进行三维建模,同时进行静态分析与模态分析,得到主轴的变形量、应力、固有频率、临界转速和振型等静动态特性。以主轴质量最轻为优化目标,对主轴的孔径、外径、支承跨距及前端悬伸量进行优化设计,并对优化前后主轴的性能进行比较。结果表明:主轴结构优化后,其质量得到减轻,质量惯性矩得到降低,主轴动态响应特性有显著提高。     

组合机床刚性镗削主轴的静刚度设计

组合机床及专用机床设计时,对于精度,要求较高的孔,经常采用刚性镗头加工。关于刚性镗头的主轴结构参数,常以类比法为主,参考典型结构资料或实践经验来确定,很难做到结果的统一和稳定。目前虽有资料介绍,用数学解析、计算机辅助设计来确定主轴参数,但方法也繁琐,实际使用时仍很不便。本文试图以主轴的静刚度设计理论为依