高速立式加工中心结构动态设计

建立XK713-A型高速立式加工中心的CAD/CAE模型.基于有限元法,以提高整机的低阶固有频率和减轻重量为优化目标,运用结构优化的方法,开展加工中心整机的动态分析与结构设计.通过结构动态分析,得出机床床身与立柱是影响整机动态特性的关键部件,完成了结构修改,从而降低了机床的重心,提高了整机刚性.     

基于动态精度的直驱型高速机床主轴箱静动态特性分析

分析了直线电机驱动型高速立式加工中心Z向进给系统的主轴箱受力情况,根据主轴箱部件力流特征设计了新结构,并将新设计的主轴箱与原有结构进行静力学和模态分析对比,以改善结构静动态特性。为了防止不良主轴激振频率影响主轴箱动态稳定性能,保证高速切削加工时精密零件、模具的表面精度,分析了主轴箱的谐响应性能,以找出激振频率下主轴箱的动态精度特征。分析结果表明,在曲面精加工时,采用12800rpm或18000rpm的主轴转速,激振力对切削加工动态精度影响最小,可以得到最佳切削加工表面精度。     

立式加工中心床身静动态特性分析及优化

以DVG850立式加工中心床身为研究对象,采用SolidWorks软件对V字加强筋形式的床身进行三维建模,通过专有程序接口将模型导入到ANSYS Workbench软件中。利用ANSYS Workbench有限元分析软件对该床身进行静力学分析和模态分析,根据分析结果了解其静、动态特性。然后应用ANSYS Workbench中的拓扑优化模块对床身V字加强筋的床身结构进行优化和改进,经过分析可以得到优化后的床身静动态性能都有所提高,而且将原床身的质量减轻了19.1kg。另外,对改进的床身进行了谐响应分析,分析结果与模态分析一致。     

高速立式加工中心床身结构动态设计

床身是机床结构的重要组成部分,对机床整机的动态特性具有重要影响.为了提高床身结构的动态特性,建立高速立式加工中心床身的CAD/CAE模型,借助有限单元法,运用灵敏度分析和结构优化的方法,对加工中心床身开展以提高床身的低阶固有频率为目标的动态结构优化设计,得到床身筋板厚度和壁厚的最佳匹配值,使床身前两阶固有频率较优化前的结构分别提高了11.44%和1.69%,床身动态特性得到明显提高.     

高速立式加工中心立柱结构动态设计

立柱是立式加工中心的重要组成部分,对机床整机的动态特性具有重要影响.为了提高床身结构的动态特性,建立高速立式加工中心立柱的CAD/CAE模型,借助有限单元法,进行基于灵敏度分析的筋板厚度优化,降低立柱的重心,提高了立柱的动态特性.经优化设计,立柱的前三阶固有频率较优化前分别提高了23.23%,4.00%和10.13%,动态性能得到明显的提高.     

SV-41立式加工中心机主轴静动态特性分析

加工中心机主轴的静动态特性是影响加工中心机工作性能的重要因素之一。文中以SV-41加工中心电主轴为例,利用有限元软件ANSYS进行静力学分析和模态分析,获得主轴的静刚度以及前八阶固有频率和振型,为改善和优化主轴结构以及静动态特性提供了数据参考和理论依据。     

高速立式加工中心滚珠丝杠螺母副动态特性分析

为了研究高速立式加工中心的动态特性,对其进给系统进行模态分析和谐响应分析十分必要。根据高速立式加工中心的设计要求,基于SolidWorks软件建立滚珠丝杠螺母副的三维模型并进行相应的简化处理,采用Hypermesh软件进行网格划分,并导入ANSYS软件中建立相应的有限元分析模型。针对滚珠丝杠螺母副的不同支撑方式和螺母所处丝杠位置,对其固有振动特性进行了模态分析,结果表明,两端固定支撑方式比其他支撑方式有更大的刚度。对滚珠丝杠进行了正弦载荷激励下的谐响应分析,找出了丝杠谐响应振幅最大时的频率,指出在实际工作状况中应尽量避免此频率下的动载荷。     

立式加工中心整机动态特性分析

针对立式加工中心建立了整机有限元模型,并对其动态特性进行了仿真分析和试验验证。经仿真结果和实验数据的对比,验证了有限元模型的准确性。通过对整机动态特性分析,发现主轴箱和横梁为影响加工精度的敏感部位,为后续结构优化提供参考依据。     

DVG850高速立式加工中心立柱静刚度分析

基于Workbench有限元分析软件对DVG850高速立式加工中心立柱的四种布筋形式分别进行了静刚度分析,并对立柱壁厚、筋的高度以及立柱顶部开口的大小进行了参数优化,对立柱的设计具有重要指导意义.     

直驱型立式加工中心垂直进给系统气体平衡方案设计与试验

根据直线电机应用到垂直进给系统中需要解决移动部件重力平衡及制动锁紧等问题,结合现有机床垂直进给系统设计采用的平衡方案,提出了一种气体平衡用于直线电机驱动高速垂直进给系统的平衡方案,分析了断气自动锁紧原理,给出了平衡系统的性能分析。对自动式气体平衡及制动锁紧系统进行空载情况下的平衡性能试验,在进给速度为30 m/min时,测试不同气压性能下的Z轴电机负载,结果显示:气压为0.52 MPa时,系统平衡性能最佳。     

直驱型高速机床分体式工作台设计与分析

根据直线电机驱动的高速立式加工中心的高速高精要求,总结现有直驱型立式加工中心的直线电机安装方法及工作台结构的不足,提出一种直线电机驱动的机床分体式工作台设计原理及方法。根据机床实际工作要求,对工作台组件进行极限切削载荷和加减速分析,建立分体式工作台结构的力学模型。利用SolidWorks Simulation有限元软件对分体式工作台进行静动态仿真分析,分析结果表明了分体式工作台设计的合理性。为直线电机驱动的机床工作台设计提供了一种新的思路和方法。     

立式加工中心的高速刀架设计

立式加工中心采用高速刀架结构大大提高了垂直刀架(Z轴)的垂向最快移动速度,极大地提升了机床的使用效率和加工零件的表面粗糙度质量,大大简化了机床进给传动的结构形式。     

立式加工中心整机动态特性的测试与分析

系统地阐述了与有限元法相结合的模态试验分析方法。首先利用ANSYS Workbench对加工中心进行有限元模态分析,根据模态分析结果和具体情况布置模态试验激振点和测振点,然后采用单点激励多点响应模态试验分析方法来获取完整模态参数,引入相干性函数分析测试信号的可靠性。最后通过模态试验结果和有限元计算结果对比分析,准确识别出加工中心关键振型的模态参数,为加工中心的动态优化设计提供可靠的基础。     

直驱式高速龙门五轴加工中心横梁的设计

以一种直驱式高速龙门五轴加工中心的横梁为研究对象,介绍了龙门式横梁的载荷特点,对焊接横梁和铸造横梁进行了对比分析,对应用于直驱式高速龙门五轴加工中心横梁的筋板结构、截面形式、导轨和直线电机的布置形式进行了分析,指出焊接横梁更适用于直驱式高速龙门五轴加工中心.     

立式加工中心床身结构动态特性有限元分析

以某立式加工中心床身为研究对象,对床身结构动态特性进行了研究。运用ANSYS有限元分析软件对其进行了模态分析,得出床身结构的前8阶模态频率及振型,在此基础上对其进行了谐响应分析,得到床身结构受外界激振力作用下的幅值频率响应曲线。结果表明:床身结构的各阶固有频率均大于机床的工作频率,激振力频率与床身结构的1、4阶固有频率接近时,床身容易发生共振。该床身结构具有较好的动态特性,验证了床身结构设计的合理性,为床身结构的优化设计提供了理论依据。     

立式加工中心静刚度分析与试验研究

机床静刚度是机床的重要性能指标之一,其试验与评价对机床结构的改善和加工精度的提高有着重要意义。以某型号立式加工中心为研究对象,通过Creo软件建立三维模型,利用有限元分析技术仿真分析数控机床结构。同时,基于LabVIEW设计一个机床静刚度测量系统,并对立式加工中心进行静刚度试验。试验结果与仿真结果误差为7.2%,验证了有限元模型的准确性。试验的机床刚度非线性度为±3%,说明该机床的性能较为稳定。     

立式加工中心静刚度分析与实验研究

针对高速立式加工中心高加速度、高精度等特点,以某型号立式加工中心为研究对象,利用SolidWorks软件建立了其三维模型。考虑了结合面刚度的影响,通过Ansys Workbench软件对其进行静刚度仿真分析,得到3个方向的静刚度值。为了验证仿真结果的准确性,设计了静刚度测试实验,实验结果与仿真结果比较接近,X、Y、Z三个方向的误差分别为9.03%、2.07%、8.92%,误差均在10%以内,验证了有限元模型的正确性。     

立式加工中心设计阶段的静刚度分析

静刚度是指零件在静力载荷作用下抵抗弹性变形的能力,静刚度分析是机床设计阶段一个重要的设计验证,可以最大限度减少机床设计缺陷,特别是床身部分的设计。下面介绍我公司VH855机型用ANSYS软件作的静刚度分析。     

考虑机床结合面的立式加工中心动态特性分析

以某企业的T-V855立式加工中心为研究对象,用虚拟介质法计算出机床结合面的动力学参数,建立整机有限元模型,进行模态分析,获得前6阶固有频率与振型.进行了T-V855立式加工中心实验模态测试,由实验结果与模型仿真结果对比可知,实验模态测试结果和整机有限元仿真的结果一致,最大误差为8.7％,验证了考虑机床结合面的整机有限...