卧式加工中心床身结构特性分析及轻量化设计

以某型卧式加工中心床身为研究对象,利用有限元法对其进行静动态特性分析。为了达到减少质量的目的,以床身的壁厚及筋板的纵向、横向厚度作为设计参数,对其进行正交试验,利用最小二乘法对试验数据进行处理,得到床身的质量、最大变形量、最大应力和前4阶固有频率的响应面模型。然后,以床身质量最小为优化目标,以最大变形量、最大应力和前4阶固有频率保持不变为约束条件,利用逐步二次规划法对目标函数进行求解,完成尺寸的优化。优化结果表明,在床身静动态特性基本不变的情况下,床身质量减少了5.01%。     

炮塔塔体结构分析与轻量化设计

针对炮塔塔体,提出一种尺寸优化与拓扑优化相结合的方法对其进行轻量化设计。首先,对自主设计的炮塔塔体两种关键射击角度进行瞬态动力学分析,得出关键部位应力分布图,结果显示塔体结构的中后部区域基本处于低应力状态。参照分析结果建立炮塔塔体优化模型,对护板部分进行尺寸优化,对耳轴架部分进行拓扑优化。结果表明,在满足结构强度和刚度条件下,炮塔塔体的质量减轻了9.5%。对优化后的炮塔塔体再次进行瞬态动力学分析及模态分析,结果表明优化前后刚强度变化不大,并且在一定程度上改善了塔体振动性能。     

大型桥式起重机减速器箱体轻量化设计

在齿轮箱箱体强度和模态分析的基础上,采用拓扑优化方法对箱体进行了轻量化设计,在满足箱体可靠性的条件下,优化后箱体质量减轻约15%,通过箱体优化前后的性能对比分析,验证了箱体改进的合理性。     

轿车副车架轻量化设计

以某轿车副车架为研究对象,采用CATIA软件进行三维建模。应用Hyper Mesh对其进行网格划分,在制动工况下对副车架进行初始结构强度分析和自由模态分析。以副车架材料的许用应力及1阶模态频率作为优化的约束条件,利用Optistruct进行拓扑优化设计,副车架质量与原始设计相比减轻了10.28%,使其达到轻量化的目的。     

基于Hyperworks大型卷板机上梁轻量化设计

以某大型卷板机上梁为研究对象,建立基于Hyperworks的上梁有限元模型。首先,通过拓扑优化,根据密度云图所示的材料分布,在上梁原有筋板结构基础上改进筋板布局;再运用有限元分析方法,对上梁关键尺寸进行性能指标的灵敏度分析;利用最小二乘法,得到上梁各关键尺寸变化时质量对结构刚度和强度变化影响的灵敏度;最后,利用Optistruct优化模块,建立以灵敏尺寸作为优化参数,满足结构强度、刚度和板厚度尺寸为约束,整体质量最小为目标的尺寸优化,得到最佳的尺寸配置。优化后的结构质量下降4.431吨,取得很好的优化效果。     

高速卧式加工中心滑枕模态分析与优化

卧式加工中心滑枕是连接主轴和主轴箱的关键部件,其动态性能对整机特性有重要影响。在建立滑枕实体模型和模态分析模型的基础上,利用ANSYS有限元软件进行滑枕的模态分析,提出了基于模态分析的滑枕结构动态优化设计方法。优化设计结果表明,通过合理设定滑枕内部筋板宽度及间距和上部长圆孔的尺寸,滑枕的动态性能得到改善和提高。     

卧式加工中心模态分析与测试

结合面是影响整机动态特性的重要因素。对结合面的正确处理是研究整机特性的关键。首先,以TH6350卧式加工中心为对象。其次,采用合理的方法对四种不同类型的结合面进行等效处理,建立了整机有限元模型。然后,采用ANSYS有限元分析软件分析了整机的模态特性。最后采用锤击激振法对TH6350卧式加工中心进行了模态试验。通过对比试验结果与ANSYS分析结果,发现二者数据非常接近。从而验证了前期结合面处理的正确性与合理性,建立的有限元模型能真实地反映整机性能。     

深孔钻床床身的拓扑轻量化设计

为了实现深孔机床的轻量化设计,运用有限元分析和拓扑优化相结合的方法,对Z8016深孔钻床床身进行了结构优化设计。首先,利用UG对Z8016的床身初始结构进行了三维建模并导入HyperWorks进行模态分析,然后,根据变密度法的基本思想,建立以床身结构的相对密度为设计变量,以体积分数(质量)最小化为目标函数,一阶固有频率为约束条件的拓扑优化模型,并以HyperWorks/OptiStruct软件为工具,对其进行拓扑优化,得到了床身材料的最优分布图,最后根据优化方案对初始结构进行了重构设计。研究结果表明,改进后的床身结构,一阶固有频率基本保持不变,质量减少11.2%,满足设计要求。     

汽车座椅结构的轻量化设计

针对当前许多拓扑优化结构中存在的制造工艺问题,提出了一种考虑挤压工艺约束和应力约束的拓扑优化模型。采用该方法对座椅骨架进行轻量化设计,并对新设计的座椅骨架进行校核。分析结果表明:新的座椅结构在满足各项性能和挤压工艺约束的同时达到了明显的轻量化效果,证明了该拓扑优化方法的可行性。     

浅谈卧式加工中心专用夹具(胎具)的设计

根据实际生产提出了卧式加工中心夹具设计的思想,详细论述了夹具设计注意事项及设计过程,并通过实例加以说明.     

经济型卧式加工中心回转工作台的设计研究

牙盘式回转工作台是经济型卧式加工中心的重要功能部件,以其定位精度高、加工过程性能稳定的优势得到广泛应用。该文以HMC63e经济型卧式加工中心牙盘式回转工作台的设计为例,讲述牙盘式回转工作台的设计过程。详细阐述了牙盘式回转工作台的结构设计以及相关的理论校核计算。通过机床样机试验结果,证明该回转工作台的结构设计是合理的、设计方法是切实可行的。     

精密卧式加工中心回转工作台的设计

以HMS63型卧式加工中心鼠牙盘式回转工作台的设计为例,讲述鼠牙盘式回转工作台的设计过程。详细阐述了鼠牙盘式回转工作台的工作原理、结构以及相关的理论计算。通过对机床样机测试结果,证明该鼠牙盘式回转工作台的结构设计是合理的、设计方法是切实可行的。     

TH6363卧式加工中心伺服进给系统设计与分析

研究和开发高性能的伺服进给系统,是数控机床设计成败的关键之一。文中分析了数控加工中心进给系统的设计方法和步骤,介绍了加工中心伺服电机的选择计算,还对进给系统的精度和刚度进行了验算,保证了设计的可靠性。     

基于Ｉｓｉｇｈｔ的卧式加工中心立柱多目标优化设计

以某卧式加工中心立柱为优化对象,基于优化设计软件Ｉｓｉｇｈｔ,通过试验设计和有限元分析,构 建立柱设计变量与优化目标的径向基函数神经网络模型。构建寻优数学模型,并利用 ＮＧＳＡ Ⅱ优化算法 进行求解,完成对卧式加工中心立柱的优化。结果表明,优化后的立柱质量减少３．９０％,最大变形降低 ８．５２％ ,首阶固有频率提高１．７８％。     

新型五坐标加工中心的结构设计和分析

首先介绍一种新型五坐标加工中心的总体方案及其结构布局，其次说明在产品设计过程中虚拟装配技术的应用，最后对关键部件进行设计和关键零件进行有限元分析，以提高产品设计的效率和水平，为今后的类似的设计提供参考。     

高效能的新型卧式加工中心

在高转速下加工的好处,如表面质量的高标准,降低了切削力和显著地提高了进给速度等,只能从专门设计用来完成要求的动态特性的机床上才能得到.一种新型的卧式加工中心由于采用了独创的箱中箱驱动方案满足了这些要求.     

在卧式加工中心上加工特殊不规则台阶孔

加工深台阶孔在卧式加工中心上加工如附图所示带空刀孔的深台阶孔D时，空刀孔部分刀具是快速进给的，但如附图b所示的复杂铸件上，空刀孔的位置及大小可能存在偏差，因此空刀孔的孔壁有可能会与快速进给的刀具发生干涉，还会造成镗刀刀尖损坏，严重时还会因为刀具单边吃刀而造成打刀。如果使用的是绞刀，在绞孔过程中必然会因为绞刀刀刃部分与空刀孔孔壁发生干涉而造成让刀，所加工出来的深台阶孔就不能保证孔的工艺要求。为了解决这个问题，就得增加一道辅助工序来加工空刀孔，使空刀孔确实能起到空刀的作用。常规方法加工不规则台阶孔…     

卧式加工中心床身动静态特性分析与试验研究

针对机床关键部件动、静态特性分析和试验研究的问题,以某卧式加工中心的床身为研究对象,建立了该床身的三维模型,应用HyperMesh进行了网格划分,并进行了动、静态特性有限元分析。采用力锤激励法进行了模态试验,并用模态判定准则(MAC)验证了模态试验的正确性。对比有限元分析和试验结果,表明床身静刚度满足要求,抗破坏能力较高;床身前端为薄弱环节,其X、Y向比Z向薄弱,为后续的优化设计提供依据。