基于有限元的140 kN摩擦焊机主轴箱响应面优化分析

以140 kN连续驱动摩擦焊机主轴箱为研究对象,应用有限元分析软件对主轴箱进行了静、动态相关特性的分析。为提高主轴箱综合力学性能,并实现主轴箱箱体材料的合理利用,以箱体壁厚等7个结构参数为设计变量进行了中心复合实验设计。根据得到的数据结果,基于Kriging插值法建立了主轴箱的响应面模型,并对各设计变量进行了灵敏度分析。利用多目标遗传算法完成了主轴箱的优化设计,与原结构方案相比主轴箱箱体减重16.6%,实现了焊机轻量化设计。经过对主轴箱响应面模型拟合精度的校验,验证了CCD实验法与Kriging插值法相结合可高效精准地完成主轴箱响应面模型的建立。因此这一优化方法同样适用于其他类型的机床零部件的设计。     

CA6140车床主轴箱热变形测试系统

本文介绍了CA6140车床主轴箱热变形测试系统的测试方案，并给出了系统的硬件和软件设计及实现方法。     

龙门式机床主轴箱热刚度研究

龙门式机床主轴箱的热伸长会影响工件的加工精度。分析主轴箱的热刚度机制,运用RBF神经网络的方法建立温升和位移的关系模型。通过测量主轴箱关键点的温度预测该点在下一时刻的温度变化量,进而得出主轴箱热刚度的变化规律。通过对比热刚度的预测值和测量值验证了该建模方法的有效性。     

大型数控落地铣镗床主轴箱设计研究

通过CAD建立了主轴箱结构的三维模型,采用ANSYS进行静态分析,获得了主轴箱在铣削刚度最弱时应变,根据计算结果以增强刚度为目的改进主轴箱的结构。有限元分析结果表明,改进后结构刚度符合设计要求,为实际设计生产提供了理论基础。     

多工序回转主轴箱组合机床

ＤＵ4484机床是由大连机床集团设计制造,供本集团发动机分厂使用,对6110气缸体侧面8深油孔,Ｚ1/4″螺孔及24 0.62锪平面的加工。本机床所加工的缸体材料为ＨＴ200,硬度ＨＢ=170～241,其工序要求见图1。本机床为单面斜立式,ＳＥＨＹ400/630滑台上挂ＴＮ320/400回转主轴箱,(400直径)见图2:图2　机床总图由回转箱回转4个90°,分别完成锪、钻、深孔钻和攻螺纹工序,第一工位钻11和锪24平面,动作循环为:快进410→Ⅰ工进35→Ⅱ工进5→快退450,第二工位钻11/8,一工位的11孔起自身导向作用,8钻底孔,动作循环为:快进435→工进15→快退450,第三工位钻27…     

多工序回转可调主轴箱组合机床

“端盘”是建筑业常用的一种零件 ,此种零件生产批量大 ,品种多 ,因无统一标准 ,孔的数目及孔分布圆的直径都发生变化 ,孔与孔间还需铣通 ,这给生产加工带来很多困难 ,一般采用通用设备加工 ,生产效率较低 ,如果采用数控加工中心加工 ,设备投入较大 ,生产效率也不高 ,面对激烈的市场竞争 ,我厂为用户研制了多台组合机床。ＤＵ4 885机床是由大连机床集团设计制造的加工“端盘”零件的组合机床。本机床的研制成功 ,对于被加工零件是在一个圆周上等距分布着许多孔 ,孔的位置和孔的数量可以在一定范围内变化 ,孔与孔间需要加工 (例如铣通等 ) ,…     

基于变量化技术实现机床主轴箱变型设计

在现代机械设计方法中,参数化设计已经被广泛应用.随着这种新的设计思想的发展,变量化技术也开始逐渐在现代设计中得到重视.变量化技术有着灵活机动等诸多优点.笔者利用变量化技术实现了机床主轴箱的变型设计,从而简化了主轴箱的后续分析工作.     

高速立式加工中心主轴箱模糊有限元优化

利用模糊优化方法对高速立式加工中心的关键部件--主轴箱进行模糊有限元优化,通过分析零件的模糊信息,确定约束的隶属函数,并根据问题的实际特点而得到满意的结果.利用模糊有限元方法调整了最优解在空间的位置,为设计者提供了多重设计方案的选择余地,进而为其他部分的设计创造了比较有利的条件.     

DVG850高速立式加工中心主轴箱灵敏度分析

基于Pro/Mechanical,以模态频率为性能指标,对DVG850高速立式加工中心主轴箱进行灵敏度分析,得出各设计变量对主轴箱第一阶固有频率的影响情况,根据主轴箱具体情况对灵敏度分析结果进行评价,为高速立式加工中心主轴箱结构改进或优化设计提供前提依据。     

数控机床主轴热误差的数据驱动模型研究

当实际工况与建模工况存在差异时,传统的热误差模型往往表现出较差的鲁棒性和预测精度,主要原因在于建模数据的局限性和模型的未建模动态。为了改善上述状况,提出了一种基于数据驱动的数控机床主轴补偿模型。此模型采用无模型自适应控制算法建模,结合机床运行中生成的数据(温度数据和误差数据)对热误差模型进行实时修正,使模型能快速适应新的加工工况,从而提高模型的鲁棒性。在一台数控车床主轴上进行了试验验证,结果表明:无模型自适应控制与多元回归模型比较,其标准差、最大残差和误差平方和分别提高了41%、62%和56%,此模型的鲁棒性和预测效果好。同时,此方法为大数据在机床主轴热误差补偿中的应用奠定了基础。     

数控机床主轴的神经网络热评价模型研究

热误差作为影响机床加工精度的重要因素之一,严重制约着机床加工精度的提高。而主轴是数控机床的关键功能部件,对其进行热特性研究对提高机床的加工精度具有重要的意义。将同一类型、不同使用年限的机床主轴温度值和热变形值作为评价指标,建立数控机床主轴的神经网络热评价模型;针对BP神经网络易陷入局部最优值、收敛速度慢等问题,采用粒子群优化(PSO)算法优化加权朴素贝叶斯(WNB)的初始权值,获取权值全局最优解,构建了粒子群优化加权朴素贝叶斯机床主轴热评价模型,实现对机床主轴热特性的评价。MATLAB仿真结果表明:PSO-WNB模型精度为94.1%,收敛速度快,预测精度高,优于BP神经网络,为数控机床热特性评价提供了新思路。     

机床主轴相似设计方法的研究

提出了运用相似理论优化设计机床主轴及轴承的设计方法，并用实例对该方法进行了验证。     

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。     

基于有限元的精密主轴多目标优化设计研究

随着切削速度的不断提高,对主轴的动静态特性要求也越来越高。经验设计已不适应新产品的研制开发需要。在对精密主轴进行参数化建模的基础上,利用有限元扫描,分析各设计变量对状态变量和目标函数的影响。在有限元软件中建立了该主轴的多目标优化模型,通过比较优化前后主轴的性能可知:通过优化不仅提高了主轴的动刚度和固有频率,而且减小了主轴的质量,使结构参数更合理,能满足工程实际应用需要。     

数控铣齿机主轴箱箱体振动模态及试验分析

文章以数控高速铣齿机为研究对象,针对主轴箱动态特性进行研究。采用Pro/E软件建立主轴箱箱体三维实体模型,运用有限元分析软件ABAQUS对主轴箱进行仿真分析,获得主轴箱自由模态的固有频率和相应振型。利用LMS模态实验系统中的Impact Testing模块测试得出模态试验结果与计算结果基本一致,说明了主轴箱振动模态分析方法的可行性,为其动态响应分析提供可靠的依据。     

立式数控车床CK5225高精度主轴装配工艺设计

立式数控车床高精度主轴的装配精度直接影响工作台的精度,从而影响零件的加工质量,所以装配调整主轴的精度至关重要。CK5225系列机床凭借精度高、高速运动平稳、加工零件精度高,得到越来越多用户的青睐。该机床最关键参数是主轴精度高,机床的主轴径向跳动和端面跳动都严格控制在0.005 mm内。通过设计装配工艺、改进装配方法、制造专用工具,保证了精度要求。     

基于拓扑优化的深孔钻床主轴箱的结构重构

为有效提高深孔钻床关键件的动态性能并减轻其质量,运用有限元分析和拓扑优化相结合的方法,对Z8016深孔钻床主轴箱进行了结构优化设计.利用Pro/E对Z8016主轴箱初始结构进行了三维建模并导入HyperMesh进行模态分析;根据变密度法的基本思想,建立以箱体结构的相对密度为设计变量、以一阶固有频率最大化为目标函数、以体积分数(质量)为约束条件的拓扑优化模型,并以HyperWorks/OptiStruct软件为工具,对其进行拓扑优化,得到了主轴箱材料的最优分布图;根据优化方案对初始结构进行了重构设计.研究结果表明:改进后的主轴箱结构,一阶固有频率提高了6.71%,质量减少了6.85%,动态特性满足设计要求,从而为深孔加工机床中其他关键部件的结构优化提供了参考.     

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。     

转向架轴箱专用机床及夹具设计

对转向架轴箱的加工方案进行分析,设计钻孔专用机床。为了实现转架轴箱体一次装夹完成4-12 mm孔的加工,设计一套液压专用自动夹具。实践证明:该夹具结构简单,操作方便,加工过程中实现了对工件的快速定位装夹,提高了生产效率。