立式加工中心主轴箱设计及特性研究

主轴箱是高速立式加工中心关键部件,其静刚度、动态特性对加工中心的加工精度与平稳性具有重要影响。以DVG850高速立式加工中心主轴箱为研究对象,建立了主轴箱四种不同结构的几何模型设计方案,利用有限元仿真软件对主轴箱静力学、模态及谐响应进行了仿真计算,得到了主轴箱静刚度、固有频率、振型及激励频率下的共振区域。通过对有限元仿真云图与数据进行比较分析,可知方案二为最佳筋板结构布局设计,表明该研究方法可对提高主轴箱结构固有频率,增加结构刚度,避免发生共振提供依据,为其他机床主轴箱结构设计与优化改进提供理论依据,缩短了设计周期。     

立式加工中心主轴箱模态分析与实验

主轴箱的动态特性是影响机床整机加工精度与平稳性最重要的影响因素之一。以某型号立式加工中心主轴箱为对象研究了其动态特性,利用ANSYS Workbench对主轴箱的模态进行了仿真分析,得到了该主轴箱的固有频率和振型。为了验证仿真结果的准确性,进行了模态测试实验,帮助了解主轴箱的动态性能,为有效地提高立式加工中心的性能提供了参考。     

基于AWB高速立式加工中心主轴箱抗振特性研究

运用ANSYS Workberich集成研发平台,对某种高速立式加工中心主轴箱进行自由模态分析,提取主轴箱的前12阶频率,查看(7～12)阶频率对应的振形图,结果显示出了主轴箱各部分结构振动的强弱分布以及抗振薄弱区,据其评价主轴箱的抗振性能,为高速立式加工中心主轴箱结构设计和优化提供前提依据.     

VMC-1000主轴箱模态分析及改进设计

机床主轴箱的固有动态特性直接影响到机床的加工精度,以VMC-1000立式加工中心主轴箱为研究对象,应用有限元软件对其进行模态分析,提出了该主轴箱的薄弱环节。针对薄弱环节对箱体进行改进设计,通过比较分析,验证了改进的有效性。同时对两种结构刚度分析,得出主轴箱的最大变形量和最大应力,证实了改进的箱体结构具有较高的刚度。     

主轴箱静力学和热-结构耦合特性分析

针对机床热-结构耦合变形严重影响加工精度和加工产品质量的问题,首先选取机床加工过程中的一个典型工况,对主轴箱进行了受力分析。根据主轴箱的工作情况,计算出了热参数。运用Workbench有限元软件对主轴箱分别进行静态和热-结构耦合仿真分析,得到了主轴箱的温度、形变和应力分布云图。对比仿真结果,探讨了外部静力载荷、温度场以及两者相互作用时对主轴箱应力应变的影响,提出了改善主轴箱热特性的措施,同时为其后期的结构优化提供了一定的技术依据。     

基于ANSYS的主轴箱优化设计

以数控加工中心主轴箱为研究对象,利用SolidWorks建立三维模型,并用ANSYS分析主轴箱在最恶劣工况下的受力情况。对主轴箱进行模态分析,提取了前四阶固有频率及振型图。根据静动态特性分析结果,结合主轴箱几个关键尺寸对结构静刚度和重量的影响,进行了优化。对优化后的主轴箱进行了静动态特性有限元分析,主轴箱重量减少了39.8 kg,变形和应力也得到了降低,前四阶固有频率大幅提高。优化后的主轴箱静动态特性都得到了显著提高。     

DVG850高速加工中心主轴箱的动态特性研究

主轴箱是高速立式加工中心最关键的受力部位,其强度、刚度的优劣将直接影响加工中心的精度和寿命。首先利用三维软件SolidWorks建立4种不同形式加强筋的主轴箱模型;然后利用ANSYS Workbench软件对各模型进行谐响应分析,绘制主轴箱的频率-振幅曲线和动刚度谱曲线,从曲线中可以直观地看出主轴箱在简谐力作用下的振动和刚度分布情况,从而选择最优的模型;最后对最优模型进行模态分析,得出了主轴箱的前7阶固有频率及振型,为主轴箱的设计与优化提供了理论依据。     

基于有限元的大型摩擦焊机主轴箱优化设计

针对摩擦焊机的加工精度的问题,以预焙阳极专用摩擦焊机主轴箱作为研究对象,应用有限元仿真软件ANSYSWorkbench对箱体进行静态与模态分析,得到箱体最大应力、应变及(1-4)阶固有频率和各阶模态阵型,对得到的结果进行分析得到主轴箱具有较好的动态性能。选择箱体总质量与最大变形量为优化目标,筋板厚度等4个关键尺寸为设计变量,使最大变形量减少了61.22%,并减轻了主轴箱的质量和最大应力。根据灵敏度分析提出了优化方案,为大型摩擦焊机主轴箱结构改进或优化设计提供前提依据。     

基于正交试验和灰色关联的铣镗床主轴箱优化设计

为了提高数控落地铣镗床主轴箱静、动、热态综合性能,主轴箱必须具有良好的结构特性。利用Pro／E和ANSYS建立了主轴箱的有限元模型,分别进行模态分析和热一力耦合分析,以主轴箱结构关键尺寸为设计变量,以主轴箱的一阶固有频率、质量、最大耦合应力、最大耦合变形为目标函数进行了对目标正交优化设计。利用灰色关联分析法获得了优化设计的最佳解,可为主轴箱的结构设计提供参考。     

基于动态精度的直驱型高速机床主轴箱静动态特性分析

分析了直线电机驱动型高速立式加工中心Z向进给系统的主轴箱受力情况,根据主轴箱部件力流特征设计了新结构,并将新设计的主轴箱与原有结构进行静力学和模态分析对比,以改善结构静动态特性。为了防止不良主轴激振频率影响主轴箱动态稳定性能,保证高速切削加工时精密零件、模具的表面精度,分析了主轴箱的谐响应性能,以找出激振频率下主轴箱的动态精度特征。分析结果表明,在曲面精加工时,采用12800rpm或18000rpm的主轴转速,激振力对切削加工动态精度影响最小,可以得到最佳切削加工表面精度。     

XH718加工中心的热误差补偿研究

在分析某XH718加工中心主轴及主轴箱结构和热源的基础上,在主轴箱上初步选择多个测温点,根据测温点温度和主轴热误差的数据,应用模糊聚类分析和相关性分析对测温点进行了优化,确定最小数量的关键测温点。然后应用多元线性回归理论建立了关键测温点的温升和热误差的数学模型。数学模型在加工中心上补偿后的数据表明,可以在很大程度上改进加工中心的精度,达到了客户需要的精度要求。     

高速立式加工中心主轴箱结构设计及分析

以高速立式加工中心主轴箱为研究对象,为满足高速加工中心整体性能的需要,利用Pro/E软件,建立了4种主轴箱结构的三维模型,分别进行了主轴箱的力学分析和静、热刚度计算,并对4种方案中最优的设计方案进行了合理的结构优化。分析结果表明,箱体内筋板是影响主轴箱整体刚度的重要因素,并通过优化设计改进了筋板结构布局,提高了箱体刚度。     

基于敏感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敏感度分析,得到各设计变量对评价指标的影响情况。将敏感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。     

铸造式和焊接式主轴箱体的动态特性对比分析

利用有限元法和试验模态法对立式加工中心的铸造式和焊接式两种结构的主轴箱体进行了模态分析,分别获得了其前六阶固有频率和振型。通过对比两种方法获得的结果,验证了有限元分析模型的有效性。研究表明,两种主轴箱体的阻尼比接近,但焊接式主轴箱体的各阶固有频率均要高于铸造式主轴箱体的各阶固有频率。并且铸造式主轴箱体的固有频率更接近于机床主轴的常用工作频率,焊接式主轴箱体的则远离此频率。因此对于常用主轴转速而言,焊接式主轴箱体的动态性能要优于铸造式主轴箱体的动态性能。     

单缸曲轴连杆颈R边磨不出的原因

以Ｓ１９５曲轴的加工为例,从曲轴的加工特点、工艺、定位方法等方面进行分析,阐述了产生这一缺陷的原因并提出解决措施。     

高速立式加工中心主轴箱热态分析

高速立式加工中心在加工过程中产生的热效应对机床加工精度的影响日益凸显.XH714B高速立式加工中心在高速加工过程中会出现主轴轴线热偏转现象,机床行业俗称为“闷头”,影响了机械加工表面的完整性,降低了粗糙度.主轴箱作为加工中心的重要热源,为了解决立式加工中心出现“闷头”现象的主要原因,对主轴箱的热态分析就显得尤为重要,采用有限元方法建立了XH714B高速立式加工中心主轴箱热态特性分析模型,分析计算了主轴箱在额定转速下的稳态热特性.与传统观点“滚动轴承为主轴主要热源”不同,提出主轴电动机的热损耗是导致机床主轴轴线在y-z平面内发生偏转的主要原因.     

加工中心主轴准停常见故障诊断与维修

以实例的形式给出加工中心主轴准停装置几种常见的故障现象,并说明维修排障的具体方法,对加工中心的实际维护与维修具有指导意义.     

基于ANSYS的XK713数控铣床主轴箱结构分析

采用了有限元软件ANSYS计算分析了XK713数控铣床(教学型)主轴箱的应力分布和变形以及固有频率和振型。分析结果表明，XK713数控铣床的主轴箱结构抵抗破坏的能力具有较大的潜力，其刚度能保证加工精度要求。其分析结果可以为其结构改进、优化设计和动力修改提供理论依据。     

往复泵曲轴疲劳可靠性分析

为提高往复泵的设计水平,基于三柱塞单作用往复泵曲轴实例,通过将曲轴所受各力按相应坐标系分解,并将周期性作用力在时间相离散以及划分为若干计算断面,建立了曲轴疲劳可靠性分析模型。利用已开发的往复泵曲轴强度计算与校核软件计算并导出数据,应用半径矢量法分别求出曲轴各断面应力与疲劳极限的均值及标准偏差,使用联接方程求出各断面的联结系数,详细分析了曲轴模型的疲劳可靠性。通过对一系列实际使用效果良好和失效曲轴的疲劳可靠度进行计算与分析,得出了三柱塞单作用往复泵曲轴疲劳可靠度的合理取值;对于原可靠度过高的曲轴,反求出该曲轴实际能安全可靠承受的最大柱塞力,充分利用原机组的富余能力。往复泵曲轴疲劳可靠性分析具有重要的理论和实际应用价值。     

精密数控车削中心主轴动态特性仿真

以某型车削中心主轴为研究对象,采用弹簧阻尼单元模拟动静压轴承支承的方法,建立主轴三堆有限元模型,．同时进行静力学分析,模态分析,分别得到静刚度、固有频率和振型。分析了主轴的应变与应力情况,比较了主轴在共振和设计工况下的振型,为该主轴结构改进设计提供依据．