五轴联动数控铣床的高速动态特性分析

机床的动态性能直接关系到机床的加工性能,为了提高机床的加工精度及效率,必须要求机床整机具备优异的动态特性.通过利用有限元分析方法对高速五轴联动数控铣床SKY12160的各个主要部件及整机进行动态特性分析,找出了影响整机动态性能的薄弱环节并提出了改进方案,从而提高了机床的动态特性.     

机床结构建模的研究与应用

本文探讨了一种考虑结合部动态特性的机床动力学模型的建立方法。该方法基于对结合部动态特性的研究,应用结合面通用动态数据获得结合部的物理参数,并利用设计图纸资料来建立机床结构的动力学模型。首先根据结合部的结合方式与结合条件,分析计算出结合部各结合面的压力分布,从而得到各结合面的等效物理参数,再由结合部的结构型式,导出结合部的物理参数。对机床结构中几种典型的结合部结构型式,分析了其结合部参数获取的途径和方法。作为实际应用,根据上述的建模方法,建立起昆明铣床厂生产的×8132万能工具铣床的整机动力学模型,将该机床简化为21个自由度的振动系统,利用FORTRAN语言编制的计算机程序,在CM—24微机上完成了固有特性与动态响应的计算,计算结果与激振试验数据在信号处理机7T17上分析得到的结论是相吻合的,所建立的动力学模型能够较好地模拟实际机床结构的动态特性,从而证明了本建模方法的正确性与实用性。     

铣床整机动态性能的薄弱环节辨识与设计优化（英文）

基于机床结构模态柔度和弹性能分布理论,提出一种以降低切削点交叉动柔度值为目标的动态优化方法.该方法通过分析切削点交叉动柔度与模态柔度的关系,利用模态柔度和弹性能分布判定机床的薄弱模态和薄弱环节.根据机床各阶模态对静柔度的比值寻找对机床动态性能影响显著的薄弱模态,分析薄弱模态上各部件和环节的能量分布,确定薄弱模态上的薄弱环节.在一定的约束条件下,通过改进薄弱环节的设计参数实现设计优化.以某型铣床为研究对象,在整机建模和动态特性分析计算的基础上,阐述了动态性能优化方法的具体应用.通过模态柔度和能量分布计算,确定该铣床的薄弱环节是刀杆及其夹紧系统和床身——水平主轴体结合部,针对薄弱环节设计参数的调整和结构改进实现其质量和刚度的优化,优化后的静柔度和模态柔度均有明显的降低,模态柔度对静柔度的分配情况有所改善,而固有频率则相应提高,切削点动柔度的最大值降低52%.铣床结构改进后整机动态性能得到有效改善,提高了切削稳定性和加工精度.优化方法适合工程应用.     

立式微铣床结构的优化设计与分析

在立式微铣床的设计期间,对机床常用结构进行拓扑优化分析,初步确定龙门结构基本形状。然后通过Ansys Workbench中的Design Exploration模块设计仿真实验,采用响应面法(RSM),以减小静力变形量和应力为目标,对立式微铣床龙门结构的跨度和高度参数进行了优化,利用权函数法得出该模型下的最优结果,加强了立式微铣床龙门结构稳定性。最后通过有限元分析软件对该立式微铣床整机结构进行了动静态特性分析,对微铣床结构设计上能否满足设计要求进行了校核。     

万能工具铣床的结构动力修改

本文根据试验模态分析技术,对 X 8132万能工具铣床的动态特性进行了研究.分别用稳态正弦、瞬态脉冲和伪随机三种激振方法,对铣床进行了动态试验.测试教据在信号处理机上进行了处理;识别出了铣床的模态参数和各阶模态振型;找出了铣床结构的主要薄弱模态和薄弱部件.针对铣床的薄弱部件,进行了结构动态特性的改进设计.改进后的切削对比试验表明,铣床的动态特性有了显著提高.     

天然石材多线液压切割机床的设计与研究

针对天然石料的板材加工,设计一种适合于中小企业批量生产的多线液压切割机床,给出机床的结构布局与工作原理,阐述液压系统的设计原则,对整机的动态特性做了研究,利用Ansys软件对机床整机进行有限元分析,得出准确的分析结果,为机床的优化和改进提供了依据.     

相对伪随机激振下机床的实验模态分析

本文用实验模态分析方法,对X8132万能工具铣床的动态特性进行了分析,用相对伪随机激振法进行了动态特性试验;在数据处理机上对试验数据进行了处理;识别出了结构的模态参数,以活动图形的形式显示了模态振型.找出了铣床结构的薄弱部件,并提出了改进设计的措施.详细讨论了相关多输入系统的模态参数识别原理、相对伪随机激振原理和提高测试精度的若干措施.研究结果表明,相对伪随机激振法适用于机床结构的动态测试,具有较高的测试精度和效率.     

XK2535数控铣床动态性能研究

以XK2535数控龙门铣床为研究对象,采用吉村允孝法计算出结合面的刚度和阻尼,利用ANSYS中的COMBIN14单元对结合面建立动力学建模,建立起了整机的有限元模型,从而对整机进行模态分析,得到整机的前六阶模态,分析了整机的薄弱环节,为机床的设计改进提供依据.     

数控曲轴内铣机床支架结构的动态优化设计

以数控曲轴内铣机床支架为研究对象,利用结构动态设计原理和有限元分析软件的变量化分析技术,对其作动态特性分析并对其结构进行优化设计.动态特性分析的结果表明,支架的低阶固有频率偏低且与铣床的激振频率相接近,易产生共振并影响机床的稳定铣削.为此根据支架的结构特点,提取支架的典型元结构进行变量分析,以元结构为依据对支架结构进行优化设计,优化结构表明,优化后的支架的动态性能显著提高,达到了设计要求的目标.     

基于响应面方法的数控机床空间动态特性研究

机床运动部件位置姿态在加工空间的变化,造成机床质量矩阵、刚度矩阵以及阻尼矩阵随之变化,导致机床动态特性预测具有复杂性和不确定性。针对加工空间机床动态特性的准确预测问题,本文提出一种基于响应面理论的数控机床空间动态特性研究方法。该方法以数控机床固有频率频率这一关键动力学性能指标为例,分析机床整机动态特性与机床位置姿态之间的数学关联关系,基于正交试验设计和响应面方法理论,构建预测广义加工空间数控机床动态性能变化的响应面模型,揭示机床动态特性在加工空间的演化规律,并在该响应面模型基础上提出机床动态特性影响因子概念,计算各方向运动部件的位移变化对机床动态特性的影响程度,共同确定机床最优加工位姿和加工路线。将该方法应用于一台三轴立式加工中心,采用正交试验设计确定移动部件的不同位置组合作为计算样本点,在ANSYS仿真软件中计算每个样本点的前5阶固有频率,建立反映位置特征与固有频率数值的二次多项式响应面模型,并通过计算响应面模型质量评价指标验证了该模型的有效性,以此分析机床前5阶固有频率在加工空间的分布规律及其对x、y、z向位移变化的灵敏度,阐明机床空间位姿对机床动态特性有较大的影响,为机床工艺规划和优化设计提供了新的分析方法及技术支持。     

数控铣床主传动系统动态设计

为使数控铣床在加工过程中得到较高的加工精度和效率,必须对机床的组成部分进行优化设计,基于传递矩阵法的思想,对某数控铣床的主传动系统建立集中质量模型,在得出其固有频率的基础上,通过计算模态柔度和能量分布率找出主传动系统的薄弱环节,进行动态优化设计,从而使铣床的抗振性能最好．     

万能工具铣床动态特性分析及结构动力修改

以X8140万能工具铣床平铣工况为研究对象，对其在典型工况下进行相对激振动态试验，获得反映其动态特性的试验数据，辨识出该铣床的模态模型，在动力分析的基础上，找出了影响该铣床铣削加工能力和加工精度的薄弱模态及主振部件，并结合主振部件的结构特征，制定了结构动力修改方案及措施，结构改进后，该铣床的切削加工能力和加工精度得到了较大幅度的提高。     

立铣立柱的实验模态分析

应用SMS 3.0软件对立铣立柱进行了全面的实验模态分析研究,找出了立柱结构的薄弱环节,为立柱的结构设计提出了改进方案。     

航空复杂曲面加工精度预测及影响因素分析

在综合考虑机床动静态因素的基础上, 建立了各运动轴伺服运动模型和多体联动模型, 给出了刀具的实际运动位置和姿态, 基于包络理论求解了零件实际铣削成形点、线和层面, 采用曲面造型方法构建出零件型面的综合误差. 以复杂非可展曲面——"S"试件为例, 进行了加工误差的预测和分析, 给出了位置环、速度环等机床重要参数对工件铣削精度的影响, 并通过切削试验后的数据回归分析予以验证. 该平台的搭建为实现航空关键零件加工精度预测提供了技术支撑, 依据计算结果可实时调整机床的动态参数, 评估机床的加工状态.     

XA5040A型升降台铣床有限元静动态特性分析

采用ANSYS有限元分析程序,从理论上计算了XA5040A型升降台铣床原设计立柱和新设计立柱的静变形及动态振型。计算结果为机床制造厂立柱型号的改进设计提供了理论依据。     

超细粉碎机的专家故障诊断系统和控制系统

本文讨论了专家故障诊断系统和单片机控制系统在超细粉碎系统中的应用、实现方法和结构,实现了分级递阶的系统结构设计。文章推荐了该系统的事实库、规则库和动态数据库的结构格式。     

管道切割对开式钻铣机钻铣头强度分析

钻铣头是管道切割对开式钻铣机的重要执行元件,其强度的大小对钻铣机工作的可靠性有着非常大影响,应用有限元软件ANSYS对其进行静态和模态分析有着重要的意义。通过三维软件Pro/E建立钻铣头的几何模型,并进行运动仿真检验其是否产生干涉,利用Pro/E软件和ANSYS软件的接口将几何模型导入ANSYS软件中,运用ANSYS软件建立有限元模型进行钻铣头的静态和模态分析。运动仿真结果表明模型未产生干涉,有限元模态分析结果表明无共振现象产生,有限元静态分析结果表明刚度和强度满足要求,应用三维软件和有限元软件从理论上为设计的合理性提供了依据,也为优化设计提供了参考。