复合混凝土机床床身及其动静态性能研究

以高强硅酸盐钢筋水泥混凝土为内核主体、以树脂混凝土为外部包覆层的复合混凝土是一种应用于制造机床床身的新型材料,以制造卧式加工中心机床床身为例,进行了其相关材料性能测试,在测试数据的基础上对复合混凝土材料卧式加工中心机床床身动静态性能进行了仿真分析和实验,结果表明该种复合混凝土机床床身具有优良的动静态性能。     

钢纤维树脂混凝土填充结构机床基础件研究

以CW6163E机床床身为实例,初步设计了钢纤维树脂混凝土填充结构机床床身(为方便起见,以下简称为填充结构床身),并通过ANSYS对原型床身和填充结构床身的静动态性能进行分析,验证填充结构床身可提高机床的静动态性能.对填充结构床身进行了结构优化,并对优化后床身静动态性能进行静分析,结果表明,优化后的填充结构床身在提高机床静动态特性、节省能源、降低成本、利于环保等方面可更显优越性.     

我国AG性能达到国际水平

人造花岗岩(简写AG)材料的学名为聚合物混凝土或反应性树脂混凝土。瑞士和德国用它制造机床床身,在1979年欧州国际博览会上首次亮相。同济大学研制成功的材料,在1989年用于北京第M机床厂MGB1420 A/G型高精度万能磨床床身,测试表明,动态性能良好。使该机床能较易获得低表面粗糙度和高尺寸精度。 AG材料的阻尼系数比铸铁大 10倍左右。用它制成的构件抗振性能好、动态响应性低、稳定性高。实测结果:铸铁的振动衰减系数为0.0031,而AG材料却为0.0206。AG的大阻尼来自:骨料粒子相互接触和其与高分子树脂之间的摩擦;浇制过程中由于化学反应产…     

环氧混凝土床身的研制

床身是精密机床的基础部分,多年来,人们不断探索机床床身的新材料,新结构,由此想获得高刚度,高稳定性能。环氧混凝土材料是近年来出现的一种新型材料,目前已有瑞士,西德,美、苏、英、日等十几个国家100多个公司从事这方面的工作。我厂已于1986～1989年间进行了环氧混凝土床身的技术开发和研究,并成功地应用于精密数控磁鼓车床和摆线齿轮测量仪。大量试验表明,以有机反应树脂,天然石料等为原材料的环氧混凝土构件,其阻尼性能     

基于均匀化理论的掺杂纤维对混凝土床身动力学性能的影响分析

在机床床身的制造中,以树脂混凝土为代表的复合材料是替代传统铸铁的理想材料,但这种材料的动态特性较差,影响了其使用。其中,弹性模量是影响混凝土床身动态特性的关键因素之一,而在树脂混凝土中掺杂纤维是一种改善床身弹性模量的有效方法。为研究不同纤维尺度对混凝土床身动态性能的影响趋势,采用了均匀化解析结合有限元的方法对其进行分析。首先说明了纤维混凝土均匀化的基本原理与方法;然后结合试验数据验证了该方法的可行性;最后分析了不同纤维尺度对混凝土等效弹性模量的影响趋势和床身的动态特性。结果表明,随着高弹性模量纤维含量的增加,纤维混凝土整体弹性模量随之增加,床身动态性能增强;反之,床身动态性能降低。随着纤维长径比的增大,床身弹性模量先增大后逐渐趋于平缓。     

树脂矿物复合材料浇铸机床床身变形分析

利用CAD软件建立树脂矿物复合机床的三维模型,并采用有限元仿真软件ANSYS对现有的机床结构进行有限元仿真模拟,通过分析其总体模态数据、力学性能和阻尼性能等结果,分析了两种材料机床床身各级固有频率与固有振型。通过仿真结果验证了树脂矿物复合材料其静态与动态性能都明显高于传统铸铁材料,表明了其材作为一种新型材料作为机床床身来提高机床的抗振性。为树脂矿物复合材料在机床基础件制造中的应用提供了理论与试验依据。     

从CIMT’93看树脂混凝土基础零件的应用

树脂混凝土,也称聚合物混凝土或人造花岗岩,是制造机床基础零件的新材料,用它替换传统的灰铸铁制造基础件可提高静、动刚度,明显改善机床的动态性能,提高加工质量,延长刀具的使用寿命,降低噪声,提高效率。 80年代初以后,采用树脂混凝土制造基础件的机床越来越多。历届中国国际机床展览会都有这类机床展出。但数量极少。在第三届中国国际机床展览会(CIMT’ 93)上,国内、外有9个厂家推出了采用树脂混凝土基础件的机床,型号达20多个,展品11台(包括量仪)。 世界著名的外圆磨床生产厂,瑞士斯杜德 (Studer)公司是最早研究和应用树脂混凝土材料的…     

复合混凝土机床床身的设计

选用环氧树脂混凝土、硅酸盐混凝土分别作为机床工作面材料和床身支撑材料,设计了复合混凝土机床床身。应用ANSYS软件建立模型,进行应力分析和模态分析。通过浇注成型得到机床床身实体模型,借助动态测试仪器对其进行动态性能检测,确认所设计的复合混凝土机床床身动态性能符合相关标准。     

树脂混凝土床身的动静态特性分析

本文对树脂混凝土机床床身的动静态特性进行了试验和分析,利用仪器对床身进行了测试,现场采用锤击法进行测试,运用振型相关矩阵校验进行验证,得到模态的可信性。识别出床身前10阶模态频率、阻尼和振型以及振型模态的相对位移量。并和有限元计算结果进行了对比,两者基本一致,表明有限元的正确性,为树脂混凝土床身CAD建模和CAE分析提供依据。     

高速铣床树脂混凝土床身制造的研究

介绍树脂混凝土机床床身的制造方法、动态特性以及与铸铁机床床身的比较与分析。     

树脂混凝土床身结构动态分析与优化

使用有限元分析方法,对树脂混凝土材料在VMCL600加工中心床身中的使用进行了研究.建立了树脂混凝土床身模型,并对其内部筋板厚度进行了灵敏度分析和优化.最后探讨了一款铸铁与树脂混凝土混合材料床身的动态特性,结果显示,采用合适的混合材料结构可以进一步提高床身的综合性能.     

树脂混凝土床身结构动态分析与优化

使用有限元分析方法，对树脂混凝土材料在VMCL600加工中心床身中的使用进行了研究。建立了树脂混凝土床身模型，并对其内部筋板厚度进行了灵敏度分析和优化。最后探讨了一款铸铁与树脂混凝土混合材料床身的动态特性，结果显示，采用合适的混合材料结构可以进一步提高床身的综合性能。     

BFPC数控车床斜床身拓扑优化设计及其性能分析

为提高机床基础件静、动态性能和轻质性,以某数控车床斜床身为原型,初步设计玄武岩纤维树脂混凝土(Basalt fiber polymer concrete,BFPC)斜床身,分析典型工况下该床身的受力情况,并对两种床身的静态、动态特性和质量进行仿真分析和计算;对BFPC床身进行拓扑优化设计,根据拓扑优化设计结果和BFPC床身的制造工艺性,重构BFPC床身结构,以其减重孔尺寸参数为因素,以其前六阶模态的固有频率和质量为试验指标,进行单因素轮换试验研究,最终确定其数值;对优化后的BFPC床身的静、动态性能和轻质性进行仿真分析和计算,再与原型和优化前的BFPC床身的相应性能进行对比分析。结果表明,拓扑优化设计后的BFPC床身在静、动态性能和轻质性方面都明显优于后两种床身。     

玄武岩纤维增强树脂混凝土机床基础件结构设计及其性能仿真分析

为探索提高机床静、动态特性,从而满足机械制造向着高精密化、高自动化、高效率等方向发展需求的新途径,研究了一种新的机床基础件材料——玄武岩纤维树脂混凝土(BFPC)。确定了BFPC主要性能参数,并以某数控机床铸铁床身为研究原型,设计了BFPC机床床身。应用有限元分析软件ANSYS分析原型床身和BFPC床身的静动态特性,得出了其应力-应变分布云图、前6阶模态振型图、固有频率及谐响应曲线,并将上述结果进行对比分析。结果表明,以BFPC制造机床床身可在减轻质量的同时提高床身的静、动态特性。     

聚合物混凝土立式加工中心床身的设计与分析

为了提高精密机床的加工精度,使机床在高速加工时振动应最小。高精密机床床身应具有较高的结构刚度和高阻尼性能。传统材料的机床床身无法同时满足上述两个条件需要。为此研制一种钢构架外浇筑聚合物混凝土的机床床身,通过实验和计算得到了聚合物混凝土的最佳配合比。研究结果表明,该床身具备高刚度和高阻尼性能,机床在高速加工过程中具有较高的稳定性,可以满足高速加工中心的支承大件的性能要求。与同类传统机身机床相比,机床加工精度更易保证。     

BFPC床身工艺孔灵敏度分析及优化

为提高玄武岩纤维树脂混凝土结构的静动态性能,以VMC850B立式加工中心床身为例,基于有限元,采用灵敏度分析和蒙特卡洛法对床身7个工艺孔进行分析.忽略孔的质量影响后,在前3阶加权固有频率提高了1％的同时,其x方向变形减少5％.研究表明:玄武岩纤维树脂混凝土的静态性能不足可以通过合理设计床身孔的大小和位置来提高.     

混凝土数控机床支承件组合结构设计与优化研究

作为数控机床的基础件,支承结构在很大程度上决定了机床的性能,然而基于传统材料的机床结构的优化几乎已接近极值.针对这种情况,提出了一种基于混凝土的组合结构并应用在支承件中.以床身为对象,采用外部钢板、内部填充混凝土制作"三明治"式组合结构,并对导轨进行预埋和稳定性增强设计.首先对铸铁床身以及混凝土床身结构进行动、静力学分...     

基于有限元的立式加工中心床身性能分析

以VMC850B立式加工中心床身为研究对象,以最大变形量为目标,对4种典型工况进行分析与比较,以刀具位于工件右侧的工况作为首要考虑条件,对床身进行了静动态特性分析。选用8种常见材料,运用层次分析法对床身铸造材料进行优化分析。优化前后床身的静动态性能结果表明:在保持床身原有结构及设计前提下,玄武岩纤维树脂混凝土材料整体静动态性能最优,可直接运用于现有结构中,满足机床静动态性能要求,可为其他研究提供理论基础。     

树脂复合材料整体床身热结构耦合分析

以某企业某种型号数控车床的树脂复合材料床身为研究对象,通过SolidWorks软件建立床身实体模型,把工况下各种工艺参数通过计算得到载荷,然后折算到床身上。运用大型有限元仿真软件ANSYS Workbench对该床身进行静力结构分析、稳态热分析和热结构耦合分析。经过有限元仿真分析,研究了静力结构载荷和热载荷两者同时作用时对床身应力和变形产生的影响。分析结果表明,热载荷对于树脂复合材料床身的影响较小,该材料床身具有良好的热稳定性,有利于减小机床误差,提高加工精度。研究分析为树脂复合材料用于机床床身的综合性能研究提供参考。     

树脂矿物复合材料机床床身的动态特性研究

介绍了树脂矿物复合材料在机床床身制造中的应用,并对规格相同且质量相近的树脂矿物复合材料床身与灰铸铁材料床身进行模态试验,得出固有频率、振型及振动响应数据。通过对比两种材料床身的试验结果,发现复合材料床身的动态特性显著优于灰铸铁材料床身,为树脂矿物复合材料在机床基础件制造中的应用提供了试验依据。