加工中心主轴部件刚度分析

高速加工是一项十分重要的先进制造技术,为了实现高速加工,首先必须有高质量的加工中心.主轴部件是加工中心的核心部件,其刚度特性在很大程度上决定了高速加工中心的加工质量,也是影响其加工精度的重要因素.文章利用Pro/Engineer软件建立主轴单元虚拟样机模型,完成了主轴单元虚拟样机模型之后,通过Pro/Engineer与ANSYS的软件接口将Pro/Engineer中主轴零件的模型转换成ANSYS中的有限元模型,进行主轴的刚度分析,找出了危险截面,验证了主轴单元设计方案的合理性.     

加工中心主轴系统的热变形分析与有限元计算

以TH6350卧式加工中心为研究对象,构建了一套基于虚拟仪器系统的加工中心主轴系统温度场和热误差测量系统,测出了加工中心主轴系统的温度场和各项热变形.建立了基于I-DEAS的加工中心主轴系统的温度场和热变形有限元模型,计算出了主轴系统的温度场和热变形,计算结果与实测值得到了较好的吻合,研究结果为加工中心的改进设计、温度控制和误差补偿提供了理论依据.     

精密卧式加工中心主轴系统热特性分析

主轴系统的热特性对精密卧式加工中心的加工精度有重要影响.以精密卧式加工中心的主轴系统为主要研究对象,采用有限元软件的热、结构耦合技术仿真计算了主轴系统达到热平衡状态后的温度场分布和热变形.然后结合主轴系统的结构特点,分析了主轴转速、轴承跨距、冷却液流量和冷却液初始温度对主轴系统热特性的影响.结果表明,主轴转速、冷却液流量和冷却液初始温度对主轴系统的温升和主轴端面跳动有重要影响,而轴承跨距的改变影响不大.     

加工中心主轴系统的热变形分析与有限元计算

以TH6350卧式加工中心为研究对象,构建了一套基于虚拟仪器系统的加工中心主轴系统温度场和热误差测量系统,测出了加工中心主轴系统的温度场和各项热变形.建立了基于I-DEAS的加工中心主轴系统的温度场和热变形有限元模型,得到了主轴系统的温度场和热变形分布及其计算结果,计算结果与实测值得到了较好的吻合,研究结果为加工中心的改进设计、温度控制和误差补偿提供了理论依据.     

龙门加工中心主轴系统热态特性分析

建立了龙门加工中心主轴系统的有限元模型,计算了主轴轴承的发热量以及主轴系统各个表面的对流换热系数,利用ANSYS对其温度场进行有限元分析,并利用ANSYS中的耦合场分析计算出主轴系统的热变形。计算结果表明：主轴系统在一定载荷下以3000r／min的速度运转时,需要2h45min可达到热平衡状态;最高温升出现在前端轴承安装处,最大热变形达21．7μm。分析结果为主轴系统结构优化设计以及冷却、补偿系统的设计提供了一定依据。     

镗铣加工中心主轴热特性分析

应用有限元方法对卧式镗铣加工中心主轴进行建模,通过对主轴模型导热系数等参数的计算、热边界条件的确定,以及机床主轴轴承在不同转速下发热功率的计算结果,运用ANSYS Workbench对模型进行网格划分,并对其进行了热特性分析。结果表明:3号轴承发热量较大,对主轴温度场分布有着较大的影响,在机床主轴设计过程中,可以考虑通过改善冷却条件、热误差补偿等手段对主轴进行温度控制,以减小对机床加工精度的影响;轴承的发热量随着主轴转速的提高而提高,系统的热平衡温度也随之提高,达到热平衡所需时间也变长。分析结果为机床主轴的设计以及结构优化提供参考。     

大型数控落地镗铣床主轴箱的有限元分析

通过三维软件建立了大型数控落地镗铣床主轴箱的三维模型,采用有限元软件建立了有限元计算模型,并进行了主轴箱的静态刚强度分析,计算了主轴箱的应力和变形情况.通过模态分析,计算了主轴箱1至10阶的固有频率和振型.分析结果表明,现有主轴箱的设计模型刚、强度较好,主轴箱的第1阶固有频率较低,相邻阶次的固有频率差别较大.     

五坐标龙门加工中心主轴系统热特性的数值分析

根据A、C双摆头五坐标龙门加工中心的工作特点,基于热弹性力学和有限元理论,建立热力耦合变形的有限元方程.用该方程对主轴系统热特性进行数值分析,在确定内部热源、传热途径和边界条件的基础上,计算得到稳态时的主轴系统的温度场分布和热变形值,并对结果进行评价,为A、C双摆头主轴系统的设计提供技术支持.     

三轴卧式加工中心主轴静刚度仿真与试验研究

对卧式加工中心主轴系统静刚度进行了仿真和试验研究.研究发现:经有限元方法计算获得的结果与试验有较好的对应性;主轴静刚度在卸载时要大于加载时,卸载时主轴系统弹性恢复迟滞,并且加载曲线与卸载曲线不封闭,卸载时主轴变形恢复不到起点,进而影响加工精度.因此,提高系统刚度十分必要,可通过合理设计机床主轴结构、减小主轴悬伸量、提高传动部件单位质量刚度等方法提高切削系统刚度.     

精密卧式加工中心主轴轴向热误差补偿方法

热误差是精密机床最主要的误差源之一。主轴是机床的关键部件,其热误差直接影响机床的加工精度。文章以某型号精密卧式加工中心主轴为对象,对其温度场和热变形进行了仿真分析。根据仿真结果发现主轴轴向热变形更严重,并结合机床结构确定温度传感器布置位置。在此基础上,对不同转速下主轴部分位置温度和轴向热误差进行现场测试。运用最小二乘法建立热误差补偿模型,直接结合机床FANUC数控系统实施主轴轴向热误差补偿。经实验验证,补偿后主轴轴向热误差减小了85%以上。     

高速卧式加工中心主轴箱拓扑优化设计

文章利用HyperWorks中的OptiStruct模块对某型号高速卧式加工中心主轴箱进行结构拓扑优化设计.通过引入待优化模型的邻接零件,用零件接触代替刚性约束,使得边界条件更加逼近实际情况;通过确定各个分方向上的切削力上界保证载荷施加的全面性和可靠性;应用叠加原理解决机床产品结构优化设计中的载荷种类无穷多问题.有限元分析结果表明:基于OptiStruct拓扑优化的新设计模型静力学性能和动力学性能都能很好地满足预定要求.     

龙门加工中心丝杠组件热态性能与温度场实验研究

龙门加工中心丝杠热变形是影响机床加工精度的重要因素。为减小丝杠热变形对机床加工精度的影响,以丝杠的实际工况为基础,建立了丝杠温度场及热-结构耦合分析模型,运用有限元分析法获得了丝杠表面的温度场分布及丝杠重力和进给方向的热变形规律。运用M7500红外摄像仪进行了丝杠温度场实验,验证了一定时间段内温度场分析的准确性,并结合实验对仿真参数进行修正,提高了温度场仿真分析的准确性,为丝杠进给过程中控制系统的热误差补偿和整机润滑散热系统的结构改进提供了理论依据。     

HDBS系列高速卧式加工中心电主轴油气润滑系统

随着加工中心机床向着高速化发展,油气润滑已成为高速加工中心电主轴最理想的润滑方式.文章介绍了一种应用于高速加工中心电主轴的油气润滑方法,有效的解决了高速加工中心机床电主轴的轴承润滑及冷却问题,对其他机床的电主轴设计具有一定的借鉴及指导作用.     

基于灵敏度分析的大型数控镗铣中心主轴箱优化设计研究

以主轴箱应力和位移为评价指标,对镗铣加工中心主轴箱体进行了灵敏度分析,得到各设计变量对评价指标的影响情况。将灵敏度高的设计变量作为箱体设计变量,对箱体进行了优化设计。为机床箱体的优化设计提供了一种方法。     

龙门加工中心滚珠丝杠传动系统的温度场和热变形分析

龙门加工中心滚珠丝杠热变形是机床误差的重要原因之一.根据企业龙门加工中心丝杠传动系统的实际工作状态,建立了丝杠支座温度场和热变形的ANSYS分析模型.通过施加移动热载荷,在ANSYS中求解了丝杠的温度场和热变形,获得丝杠表面温度场分布趋势以及丝杠进给方向的热变形变化情况,在此基础上提出相应的改进建议,为机床优化设计和提高机床的加工精度提供了依据.     

车铣复合加工中心主轴结构的有限元分析

车铣复合加工中心主轴的设计中，利用ANSYS软件对主轴结构进行有限元分析，计算主轴的刚度、扭转变形和弯曲变形，可以准确地同时得出多个截面的多种变形。该方法同样适用于其它轴类零件的设计计算。     

数控机床主轴部件变形的有限元分析

利用有限元分析方法进行优化设计,在产品设计阶段就能对主轴部件静、动态特性作出符合实际的预测,使数控机床主轴部件实现优化设计,进而提高产品一次设计成功率、缩短产品开发周期,提高数控机床产品的设计水平.