XK2310数控铣床工作台系统的静动态特性研究与分析

XK2310数控铣床工作台系统是机床的关键部件之一,其静动态特性对零件加工精度有很大的影响,为了提高XK2310工作台系统的静动态特性,利用ANSYS Workbench 14.0对工作台系统进行静动态特性分析。静态分析的目的是检验工作台系统是否满足静力学特性,静力分析结果表明,在切削载荷作用下,工作台的最大应力、应变值都远远低于材料的极限值,最大变形量在精度范围内;动态特性分析的目的是了解工作台系统在切削加工时,主轴产生的激励频率是否会引起工作台系统共振,模态分析结果表明,当主轴转速为1539r/min、2052r/min、3077r/min、4214r/min时,产生的激励频率与工作台系统的第1、第2阶固有频率相等,将引起工作台系统共振。     

直线电机驱动的微铣床整机动态特性分析

以直线电机驱动的三轴微型数控铣床为研究对象,用结合面积分法计算出机床各主要结合面的参数,分别建立考虑结合面和不考虑结合面影响的两种整机有限元模型,并对两种模型进行模态分析。搭建了微铣床模态测试系统,完成了实验模态分析。实验结果表明,零件结合面对机床模态具有较大影响;实验模态测试结果和考虑结合面影响的模态分析结果基本一致,最大误差为8.1%,验证了考虑结合面整机有限元模型的合理性和正确性。在此基础上完成了整机谐响应分析,分析结果表明,主轴底端最大动位移为1.2μm,基本满足机床的设计要求。     

高速精密数控立式加工中心整机静动态特性分析

利用Pro/E强大的三维建模功能建立立式加工中心整机数学模型;采用有限元分析的基本方法和理论对整机进行静动态特性分析,根据静态计算结果和振型图找出结合部薄弱环节并对整机的动态特性做出评价;用专门的实验设备得出机床整机的静态和模态数据,来验证分析结果的正确性,为以后类似机床整机模型的有限元分析和无样机条件下的机床虚拟设计提供参考。     

基于ANSYS静刚度分析的XK640数控铣床关键零部件优化设计

基于ANSYS有限元分析软件,对XK640数控铣床关键零部件进行了静刚度分析,并采取相应措施进行优化设计,提高了零件的静刚度,保证了数控铣床的设计要求.把有限元分析软件应用于机床的设计中,对提高数控机床的设计质量具有重要意义.     

XK2425/5L五轴龙门铣床主体结构有限元分析

为提高五轴龙门铣床的整机结构性能指标,提出了机床关键零部件与整机并行优化设计的思想。运用CAE工程分析软件,建立了五轴龙门铣床关键零部件及整机的有限元模型,并对其主体结构进行了重力、切削力载荷下的静刚度分析以及关键零部件和整机的动态刚度仿真分析,找出了结构中的薄弱环节,并在此基础上对机床中关键零部件的结构参数提出了改进方案。分析结果表明,改进后的结构方案在整机自重降低632Kg的情况下,静刚度由50.2N/μm提高到68.4N/μm,一阶固有频率由30Hz提高到42Hz,整机性能指标得到显著提高。     

增广传递矩阵算法在机床主轴系统静动态特性分析中的应用

本文以CY6140型普通车床主轴系统为研究对象,在集中参数模型的基础上,采用增广传递矩阵法计算主轴部件静动态特性,编制了计算机程序,并应用该程序对机床主轴系统进行静动态特性的分析计算。     

XK719数控铣床的结构尺寸优化

为了能够有效地提高数控铣床整机的静动态特性,以XK719数控铣床整机结构为研究对象,利用有限元分析方法对整机进行了建模、分析与优化。首先,对数控铣床的整机结构进行了谐响应分析,分析结果表明:该型号数控铣床的第1阶、第2阶固有频率分别为38和48 Hz,低阶频率偏低。其次,对整机各主要零部件的壁厚进行了灵敏度分析,找出对结构质量和第1、2阶固有频率影响较大的关键尺寸。然后,以质量和第1阶、第2阶固有频率为目标函数,以关键尺寸作为相应的设计变量进行尺寸优化。结果表明:在整机的质量基本不变的情况下,达到第1阶固有频率提高了11%,第2阶固有频率提高了12%的优化结果。该设计方法能够为整机的快速设计提供参考。     

XK717数控铣床主轴系统的热特性分析

建立了主轴系统与普通水箱之间的冷却模型，并结合有限元方法，对XK717数控铣床主轴系统进行了热特性分析，得出了水箱设计参数和冷却泵的流量对铣床主轴系统热特性的影响规律，从而为数控铣床主轴冷却系统的设计提供了理论依据，具有一定的指导意义。     

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。     

立式微型数控铣床整机结构的有限元分析

为保证机床的精度满足微细铣削加工实验的要求,必须校验机床整机设计能否满足设计要求.在Pro/ENGINEER软件平台上,根据微型铣床各部件实际结构、尺寸和组成特点建立整机装配几何模型.通过理论、实验及有限元仿真相结合的分析方法,利用ANSYS有限元分析软件对所设计的立式微型数控铣床整机进行了静力学分析和动态特性分析,对整机在结构设计上能否满足加工精度设计要求进行了校验,并对今后机床整机设计提出新的方法.     

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,...     

模具加工用数控镗铣床的选型研究

数控镗铣床是一种重要的模具加工设备。对适用于模具加工的数控镗铣床在加工范围、机床精度、机床结构、主轴、机床进给机构、机床控制系统等方面进行了研究总结。提出了模具用数控镗铣床选型过程中的关键环节和各项关键参数。     

一种新型的数控镗铣床主轴系统设计

为加工某型大型风力发电机轮毂,设计了一种新型的数控镗铣床主轴系统.该主轴系统采用了同轴双套主轴结构及无源环形油缸设计.同轴双套主轴由内、外两根空心主轴嵌套而成.内外两根主轴均为独立驱动,通过分别控制两个主轴的转速,可实现两主轴相互独立或相互关联的运动.因采用伺服电机驱动外套主轴,使外套主轴具有C轴功能.环形油缸的作用是把专用切削单元的壳体固定于外套主轴上,它在工作时是无源的.该设计在满足工件加工要求的同时,提高了生产率,降低了机床设备的投入成本.     

树脂矿物复合材料加工中心床身静动态特性的研究

以某加工中心床身为研究对象,分别对由树脂矿物复合材料和铸铁材料制造的加工中心床身进行静动态特性分析。利用ABAQUS软件对两种床身在承受相同载荷条件下的变形进行了分析,研究了两种床身的固有频率和固有振型,并分析比较了是否考虑阻尼特性时两种床身的谐响应分析结果。结果显示：两种材料床身在静刚度接近的情况下,使用树脂矿物复合材料制作加工中心床身能有效提高床身的固有频率,并明显降低床身在受到外界激励时的动态响应。分析结果证明：采用树脂矿物复合材料制作的加工中心床身具有更好的动态特性,用树脂矿物复合材料作为机床床身有其独特的优点。     

数控机床二轴数控转台动力学仿真与耦合分析

二轴数控转台是五轴联动数控机床的关键部件,文章运用多体动力学理论对摇篮式二轴数控转台的动力学特性进行了研究.首先建立转台的结构仿真模型和动力学模型,然后在理论推导动力学方程和耦合方程的基础之上,借助动力学仿真软件RecurDyn仿真并验证了其动力学性能和耦合作用.在进行耦合分析时,提出了一种将两轴单独运动与同时运动相对比的方法,得出了反映转台在各种运动状态下耦合作用的图形与数据,并提出优化设计的参考建议.     

龙门铣床的动、静特性研究

构造了龙门铣床的有限元模型,结合工程实际,定义了龙门铣床的静刚度,进而考察了龙门铣床的动、静力学特性,以及铣头在不同工位和主轴伸出长度对铣床动、静特性的影响.探讨了重力和切削力对整机变形的影响及各主要部件对整机刚度的贡献.所得结论为龙门铣床的结构设计和改型奠定了重要的理论基础.     

数控机床回转工作台动态性能分析与仿真

采用机械动力学原理建立数控机床回转工作台传动系统的数学模型,利用MATLAB软件的动态仿真工具箱Sim-ulink构造交流伺服电机驱动回转工作台传动系统的仿真模型,获得了反映数控回转工作台动态性能的时域和频域特性仿真曲线,通过仿真结果对系统的快速性和稳定性进行了分析,同时考虑齿轮以及蜗轮蜗杆传动间隙对传动精度的影响,给出了提高数控回转工作台动态性能的措施.为数控回转工作台进给伺服系统的设计、参数选择以及性能优化提供了理论依据.     

数控机床伺服系统动态特性的理论分析与仿真研究

运用拉格朗日动力学普遍方程,分别以电气系统电荷量、伺服电机输出转角以及滚珠丝杠扭转角为广义运动坐标,从系统能量的角度,依次建立起伺服控制系统、机械传动系统以及机电偶合系统的动力学模型,分析了伺服控制系统、机械传动系统以及彼此间相互耦合的动态特性,以计算机仿真分析方法为手段,分析比较了不同的控制调节方案以及不同的设计参数对伺服系统动特性所造成的影响,找到了影响机电偶合系统动态性能的关键影响因素和调整方向.对于伺服系统的设计、控制参数合理设置以及保证伺服系统的动力性能具有重要意义.     

数控机床精度动态评估技术研究

加工制造业中主要利用激光干涉仪和球杆仪检测机床各项误差,在对数控机床运动模型及各项误差深入研究的基础上,提出了一种基于多传感器信息融合的精度动态评估技术。将传感器安装于机床关键部位,采集其振动、电流信号并进行数据处理,提取与精度变化相关的特征,建立信号与精度间的映射模型,通过对机床各关键部位的信号监测,可以实现机床精度的动态评估。实验结果表明,机床精度变化与信号特征有明显的对应关系,具有研究价值。     

基于ANSYS Workbench的高速电主轴静动态性能分析

以高速加工中心电主轴为研究对象,建立了电主轴系统三维有限元模型,采用弹性支承模拟了轴承的支承,利用新一代的有限元分析软件ANSYS Workbench对电主轴进行了静力学分析和模态分析.分析结果表明:电主轴的静刚度能够满足要求;电主轴的最高工作转速远远低于其一阶临界转速,能有效避免共振的发生.从而验证了该电主轴设计的合理性,也为电主轴的优化设计以及力热耦合特性分析奠定了基础.