加工中心的静刚度分析及试验研究

应用SolidWorks三维建模软件建立DVG850高速立式加工中心的实体模型,并运用ANSYS Workbench软件对其进行静力学分析,实测加工中心样机x、y、z三向在静态力作用下的变形并计算其静刚度值.由于理论分析时立柱的简化及导轨结合面采用刚性接触与实际有所不同,加上实际测量过程中载荷的加载位置与理论分析时不一致,所以理论分析结果与测量结果存在一些差距.     

可抵消重力变形的横梁导轨面曲面设计

机床的横梁在前端运动部件的重力及倾覆力矩的影响下,很难保证横梁导轨所在轴轴线运动的直线度误差和角度偏差满足工艺规定的要求。在实际装配时通过多次刮研导轨面来保证横梁轴轴线运动的几何精度满足工艺规定的要求,装配效率低下,而横梁导轨所在轴最终的几何精度也不高。文中在考虑前端运动部件移动的情况下,利用有限元仿真方法得到了前端移动部件在横梁上各位置处横梁导轨面的变形,并采用反变形原理,对机床的横梁导轨安装面与靠面进行设计,将导轨安装面与靠面加工成微圆弧形式,可以抵消横梁以及前端运动部件引起的重力变形对横梁导轨所在轴的几何精度的影响,从而显著提高机床的装配效率,提高横梁导轨所在轴的几何精度。     

直线滚动导轨静刚度研究

针对机床中重要的运动结合部——直线滚动导轨的刚度进行理论分析，提出一种直线滚柱导轨静刚度计算的方法。推导了在垂直力、水平力和转矩联合作用下直线滚柱导轨受力变形的基本方程，应用赫兹接触理论建立了承载和变形的关系；利用该分析方法对某商用导轨的刚度特性进行了分析和数值计算。实例计算验证了理论分析和计算软件的正确性。     

考虑结合面因素的加工中心关键部件动态特性研究

结合面是影响高端数控机床整机刚度的重要因素,工作台竖直移动式卧式加工中心中,结合面对系统动态特性的影响尤其显著。根据机床固定结合面及滑动结合面的特点,将动力学模型中的结合面表达为一系列刚度-阻尼单元;利用影响系数法建立工作台竖直移动式卧式加工中心Y轴进给系统动力学模型,并分析床身-立柱固定结合面、立柱-工作台滑动结合面刚度阻尼特性对系统动力学响应的影响规律,绘制工作台、拖板、立柱位移响应的FFT图。研究结果对于优化机床装配工艺具有指导意义。     

挤压机预应力框架压柱变形原因分析

挤压机预应力框架是承受挤压力最基本构件,框架的变形直接影响挤压制品质量。挤压机在安装调试后要对压机施加不同工作载荷进行压力试验,同时对两根下压柱在不同工作载荷下的变化情况进行测量,依据测量数据发现变形趋势,本文通过压柱和拉杆之间的变形关系,前、后梁受力变形情况,整体框架变形情况几个方面,利用力学理论进行变形原因分析。结果表明:在工作载荷下压柱外侧导轨面向内弯曲,上导轨面向上弯曲是符合理论设计要求的。     

机床导轨伤痕的锡铋合金焊补技术

机床导轨是影响机床精度及运动稳定性的关键部件。而机床导轨面的伤痕又是机床使用中经常遇到的带有普遍性的一个问题。对于已出现的机床导轨伤痕面,不论伤痕沟槽深浅,应及时修理和防止扩散,否则机床导轨面伤痕将会越来越严重。本文介绍一种锡铋合金钎焊实用技术,经过...     

数控机床导轨面变形预补偿的有限元分析

针对机床导轨变形特别是大型、重型机床的导轨变形而引起的数控机床加工精度问题,应用有限元分析法,借助先进、功能强大的有限元分析软件ANSYS对大件横梁导轨面进行静力学分析。在考虑横梁自身质量的同时,根据机床实际工况,施加附加力,并确立在横梁上移动的部件的几个关键位置,最后分析出各导轨面的变形曲线,提供横梁导轨面加工时补偿用曲线图,通过数控插补铣直接铣出补偿曲线,预先予以导轨变形补偿。     

滚齿机主轴-立柱动态特性分析

针对滚齿加工切削力大,对主轴-立柱刚度要求高的特点,以一台小模数滚齿机为对象,在考虑结合面刚度特性的基础上建立了其主轴-立柱有限元模型,并对主轴、立柱及主轴-立柱系统进行了模态分析和谐响应分析。分析结果表明:该机床整体刚度良好,能满足齿轮加工的需要,但主轴、导轨和滚珠丝杠为其刚度薄弱环节,低频时主要表现为主轴振动,高频时主要为导轨和丝杠振动并会引起立柱振动频率的降低,且主轴-立柱系统的整体性能在很大程度上受到结合面动力学特性的影响;此外法向切削力也是引起滚刀主轴变形的重要因素。     

深孔薄壁件正挤压凹模的有限元分析

针对用于深孔薄壁件挤压的典型正挤压凹模,在不作厚壁圆筒简化并施加非均布载荷的情况下,采用有限元法进行受力和变形情况的分析,计算结果更接近于实际,并进而得到组合凹模配合面过盈量、切向应力和预紧圈外径的关系图.利用此关系可以方便地选取外模圈尺寸和相应的内外模圈配合面的过盈量,为实现组合凹模的设计提供更加精确的设计依据,在实际生产中有较好的应用价值.     

Sn—Bi合金补焊技术及其应用

Ｓｎ┐Ｂｉ合金补焊技术及其应用彭立新湖南磷化工总厂（湖南浏阳４１０３０６）机床导轨是影响机床精度及其运动稳定性的关键部位，而机床导轨面的精度又直接影响零件的加工精度。机床导轨面上有伤痕是机床使用中经常遇到的问题，对于已出现的伤痕，不论其沟槽深浅或磨损...     

折弯机液压补偿装置对工作台挠度曲线的影响分析与优化

折弯机的加工精度是最重要的性能指标之一。运用弹性力学理论对工作台变形进行分析,折弯时滑块与工作台共同受到板材的反作用力,必然会产生明显的挤压变形,从而导致上、下模发生相同的挠曲变形,严重降低了工件的折弯角度及直线度。以某型数控折弯机为研究对象,为了提高加工精度,利用液压原理对工作台挠度进行压力补偿,运用有限元分析与实验测试相结合的方式,多变量建模并仿真,研究了折弯机在满载自由折弯工况下的补偿效果,并确定了最佳的优化方案,运用有限元理论解决了实际生产问题。     

BF-850B立式高速数控机床精度检测及误差补偿研究

机床在加工的过程中会因为物理变形和热变形,使得加工零件的精度难以保证,因此必须对运动中的影响机床精度的误差源进行误差分析及实时补偿。利用激光干涉仪和球杆仪对数控机床定位精度进行检测,并建立了关于机床变形的检测数据的数学模型,确定了定位误差补偿方法,同时以具体的数控机床为例进行了定位精度检测与误差补偿,最后对补偿效果进行了分析。结果表明：该定位误差检测及补偿方法具有可行性与实用性,使数控机床的定位精度得到了显著的提高。     

基于动力学的机床加工运动分析

数控定梁龙门机床的加工精度受多种因素影响,包括零部件的制造、装配误差、材料的刚度阻尼、振动、材料切削厚度等。从提高机床加工精度出发,根据拉格朗日动力学原理建立了机床的动力学模型;分析横梁、床身等部件的自由度关系,建立了机床运动学模型;采用ADAMS软件仿真机床的瞬态动力和运动关系,对比研究了不同的瞬态切削力变化对机床切削位移、速度的影响。结果表明:当机床切削厚度增大时,切削力、切削速度和切削加速度会随之增大,同时切削速度和加速度的变化滞后切削厚度和切削力的变化;在切削受力突变处切削速度有波动,移动加速度有突变,波动时间滞后切削力突变时间。仿真结果与实际机床加工情况吻合,为机床加工的运动分析提供参考。     

HE63卧式加工中心多体动力学仿真分析

基于ANSYS Workbench平台的Rigit Dynamic及Transient structual模块对某企业研发的HE63卧式加工中心进行了多体动力学仿真分析。采用刚柔混合模型分析出机床主轴、导轨面等的振动量、变形量，对比动力学分析和静力学分析的结果差异。结果表明：机床在启动、加减速时的变形和振动较大，主轴存在不平衡量时，主轴旋转对立柱、主轴箱的振动影响较大，机床零部件的振动直接影响到机床的加工精度。     

基于结合面的车铣复合加工中心有限元建模

结合面是影响机床动态特性的关键因素,在机床有限元建模过程中必须考虑结合面的影响.以某车铣复合加工中心为研究对象,基于固定结合面和移动结合面的有限元建模,建立了整机的有限元模型.对整机有限元模型进行模态分析,并对整机进行模态试验,然后将整机的模态分析的计算结果与实验结果相比较,证实了该有限元模型的准确性和该结合面建模方法的有效性.     

基于环境模型优化的机器人磨抛阻抗控制

对比传统加工机床,机器人的刚度与定位精度较低,为提高机器人辅助磨削的加工质量,需要控制其加工过程中的接触压力。基于球形弹性磨具磨削时的接触特性,以磨具的下压量为自变量,磨具与工件的接触压力为因变量进行有限元仿真,对下压量-接触压力仿真结果进行曲线拟合,并通过接触实验验证其准确性,以此建立基于环境模型修正的阻抗力学控制模型,从而进行自由曲面力控实验。结果表明:建立的基于环境模型修正的阻抗控制方法能有效改善球形弹性磨具的力控性能,自由曲面力控精度达到±0.5 N,且可为球形弹性磨具复杂曲面的磨削加工提供稳定的磨削压力。      

板坯连铸鼓肚变形挠度及变形阻力计算模型

本文从平板理论出发,考虑高温蠕变,推导出坯壳在钢液静压力和温度场的共同作用下承受均匀载荷的四边简支矩形板和四边固支矩形板坯鼓肚模型的挠度解.从鼓肚变形能出发,推导出计算鼓肚变形阻力的解析模型.通过工程实例和实测分析讨论了承受均匀载荷的四边简支矩形板、一对边简支另一对边固支矩形板、和四边固支矩形板坯鼓肚模型的适用性,后两者都适合鼓肚变形挠度计算.     

薄壁盘类零件超声振动车削实验研究

薄壁盘是典型的弱刚度轻量化零件,其壁厚很薄(最薄处仅0.3 mm),型面面积较大,故刚性较差。在切削过程中,切削力导致的型面变形是薄壁盘类零件加工的主要难题,传统加工方法很难得到高精度和高质量的产品。利用超声振动切削技术尝试进行弱刚度薄壁盘加工,在自行搭建的实验平台上对超声振动车削和普通车削加工薄壁盘进行对比实验。结果表明:与普通车削相比,超声振动车削可显著减小切削力和切削变形,大幅提高加工质量,同时具有断屑特性,是加工薄壁盘类零件的有效方法。     

新型研球机固定板压盘的结构设计与优化

为了满足新型研球机变径沟槽研球板均匀加压的需要,设计一种偏心加压固定板压盘。通过分析固定板压盘的功能需求,采用联想类比法,提出固定板压盘的结构设计方案;运用数值仿真技术,建立固定板压盘的有限元模型,分析压盘的静态与模态特性,获得压盘的变形图、应力云图和固有频率与振型,验证了压盘结构设计的可行性。针对固定板压盘的偏心距大小和进球缺口到压盘中心的距离大小,以结构变形和应力最小为优化目标,通过参数化建模,基于响应面法对压盘进行了参数优化,获得压盘的最优结构参数。分析结果显示：优化后的固定板压盘,加载后最大变形减小,压力分布更加均匀。通过结构方案的创新和采用现代设计方法,实现了新型结构件的设计要求。     

复杂薄壁零件数控加工变形误差控制补偿技术研究

高性能航空发动机整体叶盘、大小叶片转子、离心叶轮、叶片等零件广泛采用钛合金薄壁结构。加工过程中的切削力、残余应力将产生零件加工变形及加工误差。本文重点讨论了薄壁零件加工过程中的切削力建模和工件加工表层残余应力的分布规律,提出了对叶盘零件加工变形误差的补偿方案。通过建立精确的切削力、残余应力预报模型,对切削加工过程进行力学仿真,优化切削参数、补偿刀位轨迹,进而实现薄壁结构叶盘零件的精密数控加工。