立式加工中心静刚度分析与试验研究

机床静刚度是机床的重要性能指标之一,其试验与评价对机床结构的改善和加工精度的提高有着重要意义。以某型号立式加工中心为研究对象,通过Creo软件建立三维模型,利用有限元分析技术仿真分析数控机床结构。同时,基于LabVIEW设计一个机床静刚度测量系统,并对立式加工中心进行静刚度试验。试验结果与仿真结果误差为7.2%,验证了有限元模型的准确性。试验的机床刚度非线性度为±3%,说明该机床的性能较为稳定。     

基于实验分析的机床结构有限元建模及其应用研究

针对一台数控弧齿锥齿轮铣齿机,进行机床整机的有限元动态和静态分析,测量机床静刚度,进行模态实验测试及分析.结合有限元模态分析结果,依据重要的实验模态和机床静刚度修正导轨结合部有限元模型参数.对机床整机结构进行改进,通过有限元分析计算,改进后整机结构动、静刚度明显提高.为确定机床导轨结合部模型参数提供一种研究思路与方法.     

RV减速器主轴承接触刚度及有限元分析

RV减速器主轴承直接影响传动精度,对主轴承接触刚度问题进行研究。采用静不定-Hertz接触法,对RV减速器结构作受力分析,计算出主轴承的接触载荷,推导接触法向弹性变形量,最后计算主轴承接触刚度,考虑曲率半径对主轴承接触刚度的影响。结果表明主轴承的接触刚度作周期性变化,得出当曲率半径f=0.55时,主轴承接触刚度最大。通过有限元分析,得到滚珠正应变的仿真结果与理论值很相符,接触路径正应变的值为两端大,中间小,证实了RV减速器主轴承接触刚度的正确性。     

机床刚度非线性特征与刚度链薄弱环节识别方法研究

文中主要研究机床刚度在复杂工况下的线性变化情况,利用机床实体测量刚度,结合有限元对机床整机模型进行刚度仿真理论计算,绘制刚度特性变化曲线。建立机床串联刚度场模型,找出薄弱环节,即滚动轴承刚度表现出的剧烈的时变特性和非线性特性,是引起系统刚度变化的主因,分析轴承对机床刚度的影响并加以改善。     

主轴的静刚度计算与检测

对主轴单元的径向刚度进行了理论分析,基于赫兹理论计算了支撑主轴的角接触球轴承和精密双列圆柱滚子轴承的刚度,建立主轴轴承-转子系统的有限元模型,进行了有限元分析。同时,对主轴的静刚度进行检测,对检测数据进行处理与分析,得到主轴的静刚度值。试验结果表明：主轴的理论刚度计算与有限元分析方法具有可行性,与检测的结果基本一致,为研究主轴的静刚度提供了理论支撑。     

高速滚动轴承-转子系统时变轴承刚度及振动响应分析

高速滚动轴承广泛应用于机床主轴、航空发动机等转子系统中。在复杂运行工况下,滚动轴承的刚度表现出强烈的时变特性和非线性特性,往往是系统非线性的主要根源。考虑离心力、陀螺力矩、轴承内圈离心膨胀和热变形等因素,建立高速滚动轴承力学模型,计算轴承的时变刚度。将滚动轴承非线性模型与转子有限元模型集成,建立滚动轴承-转子耦合系统动力学模型。以FAG角接触球轴承(HCB7012E)为例,分别计算静载荷作用下的内外圈轴向、径向相对位移,并与舍弗勒轴承分析软件BearinX?的计算结果进行比较,验证了模型对静态位移仿真的精度。在不同轴承预紧状态下,仿真滚动轴承-转子系统在不平衡激励下的振动响应,并与试验结果比较,验证了模型仿真系统动态响应的精度。利用一个背对背安装的角接触球轴承-转子系统,研究在静载荷、不平衡载荷激励作用下滚动轴承刚度的变化规律,并计算时变轴承刚度作用下转子的时域振动响应及频域特征,为高速滚动轴承-转子系统设计、动力学分析与故障诊断提供依据。     

数控机床整机静刚度仿真分析及结构优化

在考虑结合面建模的前提下,对一台旧型号数控机床x、y、z向的静刚度进行仿真分析,并通过试验验证了仿真方法的正确性。根据仿真结果,对旧型号机床的结构提出了四点优化方法,并通过仿真分析验证了优化的有效性。最后制造出新型号机床,并对其静刚度进行了试验测量。结果表明,与旧型号机床对比,新型号机床x、y、z向的静刚度分别提高了20.76%、17.14%、13.59%。采用该方法可经济高效地提高机床的静刚度,具有重要的工程实用价值。     

一种冗余并联机床静刚度有限元分析与优化设计

为了研究并联机床的静刚度,采用有限元法研究了一台冗余并联机床的静刚度,利用UG建立整机三维模型并倒入ABAQUS建立有限元模型,分析了一台冗余并联机床在不同位姿下的刚度.结果表明,冗余并联机床比非冗余并联机床刚度高,整机x,y向刚度低,z向刚度高.为了提高机床x,y向刚度,提出了两种机床机构的改进方法,为机床的设计和优化提供了依据.     

新型并联机床静刚度特性的有限元分析及优化设计

静刚度分析是机床设计的重要内容之一,对一种新型龙门式并联机床的平面并联机构进行了研究,通过位置逆解求出了广义全工作空间;建立了整机静刚度的有限元模型,得到动平台在广义工作空间下的刚度分布规律;找出影响Z向位置精度的关键因素并进行了优化设计,为进一步改进并联机床提供重要的依据。     

RV减速器整机扭转刚度及回差有限元分析

以某型号RV减速器作为整机扭转刚度的研究对象,建立了包含摆线轮和行星轮轮齿的啮合刚度、各弹性构件以及曲柄轴承刚度的整机有限元模型。在对摆线轮进行等距和移距综合修形的基础上,对受力变形的RV减速器整机扭转刚度进行了分析计算,同时与通过扭转刚度实验所得到的实验数据进行了对比,最大扭转刚度为278.8 N·m/('),最小扭转刚度为247.1 N·m/('),但平均刚度数值偏大10.85%,回差偏小8.9%,说明利用有限元对扭转刚度和回差进行仿真分析是可以参考借鉴的。     

一种多轴数控机床末端静刚度快速辨识方法

提出了一种基于可加载式球杆仪的圆运动对多轴机床末端（刀具和工作台）静刚度进行辨识的方法。设计了一种特殊的可加载式球杆仪,能同时测量仪器两端所承受的力和发生的位移,利用该仪器能测量出数控机床末端在不同载荷下所产生的变形误差。将加工空间内机床末端静刚度分解为沿坐标轴x、y和z的方向刚度,建立了一种基于圆运动的刚度辨识模型,利用球杆仪在机床oxz、oyz和oxy平面内进行圆运动轨迹测试,得到机床末端在不同载荷下的变形误差,进而通过刚度辨识模型得到机床的方向刚度。三轴数控铣削机床刚度测试实验结果和仿真结果的一致性证明了所提出方法的有效性。该测试方法简单,仪器轻便,不需要大型和重型的加载设备,适合于工业现场条件。     

FANUC OiD系统数控机床常见撞刀原因及对策

数控机床撞刀是机床操作用过程中较为常见的事故,基于配置为FANUC OiD系统的数控机床为研究对象,全面地分析了引发数控机床撞刀的原因,为从事机床操作、维修教学的人员提供有效的参考,尽可能地避免在机床操作过程中撞刀事故的发生。     

基于Solidwork的虚拟数控机床建模技术及其应用

通过分析数控车床的结构,采用三维实体设计软件对数控机床进行建模。以沈阳机床厂生产的SSCK3220型数控车床为原型,对其中典型零部件进行建模,通过虚拟装配,生成了虚拟数控车床的三维实体模型。并在此基础上,讨论了虚拟数控车床的应用。     

数控抛光机床后置处理方法及图形化编程软件

后置处理是为了将刀轨文件转换为机床各轴运动参数。图形化编程是一种针对复杂零件的重要的数控编程方法。以六轴五联动数控抛光机床为例,参照工业机器人运动学,通过建立一系列坐标系并进行运动学求解,进而推导出该机床的后置处理方法。图形化编程软件是在UG基础上二次开发得到,并将后置处理方法写入软件中。在VERICUT中搭建虚拟机床进行仿真加工,仿真结果证实了该后置处理方法的正确性、图形化编程软件生成NC代码的有效性。     

数控机床反向机械间隙的测量与补偿

数控机床由于使用时间的增加,机床各传动部件的机械间隙逐渐增大,降低了机床的加工精度。以FANUC 0I系统数控车床为例,介绍了利用数控系统相应设置参数进行间隙补偿的方法和利用零件加工程序进行间隙补偿的方法。     

混联机床的静刚度实验测量

机床的静刚度是保证其工作性能的重要指标,用理论模型对机床静刚度进行研究难免产生偏差,因此有必要对其进行实验研究.文中针对一台近期研发成功的混联机床,利用力传感器和千分表对其进行静刚度的实验研究.对实验数据进行最小二乘直线拟合,得到该机床在工作空间内9个位姿的各方向静刚度.为了研究该机床静刚度的变化情况,计算同一水平面或竖直面内的静刚度变化率.文中方法和结论为该类型机床的静刚度理论研究和仿真提供实验依据.     

关于数控机床故障诊断的基本思路

随着数控机床的广泛应用,数控机床的维护维修变得更为复杂。了解和掌握数控机床的故障诊断和养护方法有助于延长设备的使用寿命,减低维修的成本,避免机械事故的发生。因此,该文提出对数控机床故障诊断的基本思路,从而简化故障诊断过程,提高故障诊断的准确性和快速性。     

高温发汗润滑体单胞接触应力分析模型研究

采用“无限大板”中孤立小孔应力集中方法,建立了一种新的以特征参数λ表征的厚壁单胞体接触应力理论模型;以高温发汗润滑体为对象,采用该模型仿真分析了单胞体在特征参数λ≤0.4情况下的胞内应力分布状态。结果表明：随着外载荷的增大,接触半径逐渐增大,且接触区域的各向应力（绝对值）均逐渐变大;最大剪应力逐渐从胞体表面向胞体内部迁移,其y向最大应力从接触中心逐渐向孔边θ=0和θ=-π,r=r₂处转移,x向最大应力从接触中心逐渐向孔边θ=-π/2,r=r₂处转移;该应力集中区逐渐取代胞体接触表面而成为微裂纹诱发源。λ对胞体接触应力分布也有很大影响：当λ=0.4时,孔穴应力集中区与胞体接触区的y向应力差值最大;当λ=0.1时,两处的x向应力差值最大;当外载荷大于1000N时,λ=0.2的胞体内的最大剪应力具有最小值。     

光栅尺光刻过程中的热辐射模拟分析

国产光栅尺的动态性能和精度均达不到数控机床的要求,而影响光栅尺精度的关键步骤是光刻,光刻过程中的影响因素包括机床安装的垂直度和抗干扰度,机床轨道的表面精度和水平度以及环境温度等等,其中对环境温度影响却少有研究。为了能更好的提高光栅尺的精度,本文基于Matlab对光刻过程中的曝光灯热辐射做了数据模拟分析,发现曝光灯的热辐射对光刻时的子光栅刻度等距性有很大影响,而控制这个热辐射数值目前在国内可行性更高,因为无论对于这个控制系统的复杂程度还是所需成本,相比于高精度的温度梯度微环境控制,都有一定的优越性。     

全自动动平衡机设计与动态分析

设计了一种用于检测电机转子的全自动动平衡机。其与现有的平衡机结构相比增加了自动平衡装置,该装置通过调整共面的两平衡块的相对位置,在给定半径时,可以确定不平衡量的相位角。在结构上,对其进行了合理的设计并校核强度,以满足设计需求。安装了自动平衡装置的动平衡机可实现在线平衡。另外,还对平衡机整机进行动态分析,识别出系统的模态参数,找出薄弱环节,为以后的结构优化作好准备。