基于FEA的移动式龙门铣床工作台优化设计

本文以SKX-2030型龙门铣床工作台为研究对象,首先对工作台进行实体建模,然后利用有限元分析软件ANSYS对其进行有限元模态分析,得到其动力学特性,在分析其固有频率和振型的特点的基础上,并对其筋板结构进行分析和优化,使其结构更加合理。从而达到减轻自重、节约材料、降低噪声、延长使用寿命等目的,并为该类型机床的有限元分析提供依据。     

微型移动龙门式铣床结构优化设计

针对某微型移动龙门式数控铣床的结构薄弱处,提出一种基于拓扑优化以及正交试验设计方法的整机优化设计方法。首先,建立其本体有限元模型,在具体工况下对其进行了静力学分析,得到了位移、应力云图;通过模态分析,得到其前十阶模态固有频率和主振型。根据有限元分析结果,基于拓扑优化原理,以最小应变能为目标函数,立柱质量为约束条件,对微型铣床立柱进行了优化设计;采用正交试验的方法,以工作台自重下最大位移为优化目标,T形槽大小、槽间距、工作台厚度和工作台支撑面积为设计变量,对工作台进行了优化设计。最后对优化后整机结构进行了有限元仿真,结果表明优化后整机静动态性能有了明显提高。     

数控龙门移动式双柱立式车铣床基座分析与计算

对数控龙门移动式双柱立式车铣床基座床身大件进行有限元分析,并对基座滑板静压蜗母条比压进行计算.分析和计算结果验证了该台机床基座部分结构设计的合理性,保证了龙门架移动的可靠性及机床的稳定性.     

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。     

龙门铣床双摆头动力学特性实验研究

结合实验模态分析技术对龙门铣床双摆头的动力学特性进行研究。对双摆头结构进行模态测试，获取频率响应函数，并进行拟合，分析得到结构固有频率、阻尼比与振型等动力学参数；对安装在双摆头上的螺旋立铣刀进行锤击实验，获取机床-主轴-刀具系统的加速度频率响应函数，结合再生颤振理论，预测其铣削颤振稳定域。根据可视化的整机振型，提出改进机床结构的方案，并提供合理的切削参数。     

基于HyperMesh铣床夹具的静态和模态有限元分析

以一种铣床夹具的结构设计为研究对象,建立了其本体结构的有限元计算模型,在具体工况下对其进行静力学分析,得到其应力、位移云图和静刚度;通过模态分析,得到铣床夹具前5阶模态固有频率和主振型,证明该夹具设计合理,能够满足工作需要。同时找出本体的薄弱环节,为该夹具结构优化提供了依据。     

基于有限元法的数控龙门铣床滑枕部件的热特性研究

滑枕是数控龙门铣床的关键功能零部件,现有滑枕部件的热变形过大影响了机床的加工精度。采用热弹性力学理论和有限元方法,对滑枕部件进行热特性分析,建立滑枕部件的热力耦合变形的有限元方程。针对实际加工中存在的问题,建立了滑枕有限元模型,确定了滑枕的内部热源、传热方式和边界条件;通过ANSYS Workbench软件对滑枕进行热态性能分析和热力耦合分析,并计算得到稳态时滑枕的温度场分布和热变形大小,为数控龙门铣床的滑枕改进设计提供依据。     

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。     

多轴联动龙门式加工中心主体结构有限元分析

采用有限元软件SAMCEF Mecano,建立了多轴联动龙门式加工中心主体结构的仿真模型,基于结合面特性参数数据库,采用用户自定义矩阵来处理机床结合部的接触问题,对加工中心进行了静、动态特性分析,得出了加工中心的静刚度、模态振型、动刚度.找出了机床的薄弱环节.通过建立动态的有限元模型,对加工中心进行了动力学分析,得出不同时刻应力变化云图.验证了静、动态特性分析的正确性.这些内容为进一步的研究加工中心的动态特性、结构优化设计以及轻量化设计提供了重要依据.     

基于ANSYS的落地式镗铣床模态分析

用有限元分析和试验的方法,对TX6916落地式镗铣床进行模态分析.采用有限元分析软件ANSYS,在三维实体模型的基础上分别建立镗铣床刚性连接、结合面弹簧阻尼连接的有限元模型,对落地式镗铣床进行模态分析,将试验数据与有限元计算结果进行对比,结果表明结合面采用弹簧阻尼连接的有限元模型的分析结果与实验结果吻合较好.此外,对模态分析误差产生的主要原因进行分析,从而找到进一步优化模型的途径,为该型机床的进一步动力学研究及优化设计提供参考.     

关于590+全数字直流调速装置的调试及参数使用

0 引言 英国欧陆公司的590 全数字直流调速装置,因其功能齐全、使用调试方便、可靠性高、调速精度高等诸多优点,在机床、冶炼等行业得到广泛应用.我厂在FA-200/300超重型法国卧式镗铣床、明斯克重型龙门铣床、德国龙门式导轨磨床及多台龙门刨床的老设备电器改造中都采用了该调速装置,效果很好.590 调速装置是基于计算机技术的数字直流调速装置,功能非常强,对话式菜单功能使用户调试很方便,然而,其众多的参数又让初用者有些困惑.实际上,对于我们将该装置用于机床的用户来说,只需要进行简单的参数设置就可以满足使用要求了.     

龙门加工中心主轴滑枕结构有限元分析技术研究

龙门加工中心主轴滑枕结构是连接刀具和机床的一个重要部件,其受切削力和受热变形将直接影响刀具的加工精度.通过建立龙门加工中心主轴滑枕结构的有限元分析模型,在计算热源发热量以及主轴滑枕结构热边界条件的基础上,利用ANSYS有限元分析软件在其工作状态下进行切削力变形分析、稳态热变形分析以及热-结构耦合分析.得到了主轴不同转速条件下主轴滑枕结构热态性能及刀盘直径方向变形规律,为该型龙门加工中心主轴滑枕结构优化设计和热变形补偿提供了理论依据.     

新型龙门式混联机床主体机构的动态特性分析

以一种新型龙门式混联机床主体机构为研究对象,对该混联机床主体机构的动态特性进行研究。首先运用Solid Works对其主体机构建立三维实体模型,然后导入到有限元分析软件ANSYS Workbench进行模态分析,得到主体机构的一到六阶固有频率和振型,找出机构运动过程中易发生共振的位置,并且得出混联机床主体机构的各阶固有频率均大于机床的工作频率,验证了机床主体机构设计的合理性。在模态分析的基础上,对该混联机床进行谐响应分析,得出动平台在X,Y,Z轴方向的位移响应曲线,从而验证该混联机床的抗振性能,得出机构应避免的敏感频率,这为该混联机床的进一步动态设计与优化奠定了基础。     

大型高效数控铣床有限元模态分析

应用ANSYS有限元软件对大型高效数控铣床进行了模态分析。在其三维实体模型的基础上建立了该机床模态分析的有限元模型,通过对模型的求解得出了前九阶固有振动频率和相应的主振型。并在此基础上,指出了机床存在的不足,对此又建立了四种不同的模型并分别进行求解。通过对四种模型所求结果的比较,提供了一种较为合理的结构设计方案。     

基于ABAQUS的龙门五面加工中心动态特性分析

针对使用直线电机配合滚柱式导轨驱动的新型龙门五面加工中心,采用有限元方法在提取模型特征模态的基础上进一步做了双主轴切削时的频域激励仿真,得到了结构上的薄弱位置和最大切削误差以及相应的切削频率,为该机床的改进以及后续型号的设计提供了动力学特性上的依据.     

多变量龙门铣床振动主动控制方法的研究

针对龙门铣床垂直滑枕容易发生颤振,导致加工产品精度下降的问题,对多变量龙门铣床振动主动控制的方法进行研究。对垂直滑枕的模态进行分析,观察其结构的模态形状,以研究其动态特性。采用多输入多输出系统中的自动功率谱及交叉功率谱求取其传递函数,并得到多变量传递函数的频域公式。利用多变量传递函数的奇异值信息,获取多变量系统的数学模型。通过H∞回路成形方法求取开环系统的补偿函数,在扰动系统鲁棒裕度值的基础上,求取稳定控制器模型,对龙门铣床垂直滑枕进行振动主动控制。采用所提方法及PID方法对不同激励信号下垂直滑枕产生的振动进行控制,结果表明：在方波及正弦波激励信号下,利用所提方法控制的最大振动幅度较PID方法控制的最大振动幅度分别减小了39.88%和37.21%。该方法对垂直滑枕的振动控制效果较好,能够提高龙门铣床工作时的稳定性     

重心驱动式龙门铣床滑枕的结构设计与分析

介绍了重心驱动理论的原理,并利用该理论对某龙门铣床的滑枕结构进行改进。通过有限元分析软件ANSYS Workbench对改进前后的结构进行静态分析和模态分析,根据对比得到的应变图和前六阶固有频率及振型图证明"重心驱动"理论能够明显改善滑枕的静动态特性。进一步对改进前后的Z轴进给系统进行谐响应分析对比,仿真结果表明改进后的Z轴进给系统较好的避免了共振现象。     

铣削组合机床系列

组合铣床在目前可以分成三类。第一类是以龙门铣床的动力部件为基础,辅以各种支承部件,即龙门铣床派生组合铣床系列。第二类是将前一系列中的端面组合铣床拿出来,单独发展成一个系列。第三类就是本文要叙述的铣削组合机床系列。 由于本系列机床的基础动力部件是采用钻镗系列的滑台和铣削头,因此这类机床的性能和使用范围均受滑台性能的影响,机床行程较小,结构刚性较差。     

三自由度并联机床动力学响应研究

为了优化机床结构,提高整机静动态性能,针对一种三自由度并联机床进行了动力学响应研究。应用三维建模软件,建立了该并联机床整机的几何模型,依托有限元分析软件ANSYS Workbench建立了整机有限元模型,对其进行了模态分析,得到了机械结构前20阶固有频率和振型,分析结果表明,机床低阶频率偏低。为了研究机床各阶频率对动态载荷的响应情况,在模态分析基础上对整机结构进行了谐响应分析,得到了动平台与万向铰链沿着空间各个方向的位移响应曲线,指出了机床第3阶和第8阶固有频率对机床的动态性能影响最大,支链和万向铰链是影响机床动态性能的关键结构件。为了了解并联机床抵抗冲击载荷能力,对整机进行了瞬态分析,得到了机床动平台位移、速度时间响应曲线,以及支链在冲击载荷下的平均应力变化情况。所有动态响应分析数据为机床结构优化提供了理论依据。     

高速精密数控立式铣床本体结构动态特性测试

对某企业装机生产的高速高精密数控立式铣床结构动态特性进行实验测试,特别针对机床不同位置结构开展一系列动态特性测试工作,得到频率和振型等模态参数,最终结合测试结果得到整机的薄弱环节主要是鞍座与底座的结合位置,并且机床整体布局不合理,重心偏高。从两个方面阐述机床本体结构系统动态特性测试的方法和过程,分别是实验模态分析测试和机床切削振动测试。