基于主轴系统动力学的铣削稳定性建模与分析

高速切削技术具有加工精度高和表面质量好的特点,但在切削难加工材料时易发生颤振。基于主轴系统动力学进行铣削稳定性的建模与分析,采用有限元法建立主轴系统动力学模型,重点考虑主轴旋转时产生的离心力对结合面刚度的影响,分析主轴转速对结合面刚度和主轴系统频响函数的影响规律。结合主轴系统动力学特性和动态铣削过程建立铣削动力学模型,利用全离散法进行铣削稳定性预测,分析主轴转速、刀具直径和刀具悬伸量对铣削稳定域的影响规律。     

高速电主轴电动机—主轴系统的机电耦合动力学建模

针对高速电主轴系统具有复杂机电系统的特点,提出对高速电主轴系统进行机电耦合分析的观点。提炼并归纳了高速电主轴系统中存在的多物理过程、多参数耦合现象,给出高速电主轴系统全局耦合关系的框图。通过分析高速电主轴电动机—主轴子系统的结构及其耦合情况,得到了该子系统的机电耦合关系框图,并建立其物理模型。基于机电系统分析动力学理论,采用变分原理法,应用拉格朗日方程建立电动机—主轴子系统的电压方程和机械运动方程,将两组方程联立得到与该子系统物理模型相对应的数学模型,导出子系统的动力学方程,为进一步研究高速电主轴系统的机电耦合动力学性能提供理论基础。     

机床主轴部件的有限元模型

应用有限元法建立了一个机床主轴部件的数学模型,用以计算主轴部件及各种轴类部件的动静态特性,自动显示静挠度及各阶振型。     

机床主轴系统支承动态参数识别方法的研究

对传递矩阵法识别机床主轴系统支承动态参数的原理和应用进行了研究，并在此方法中引入了“拟合圆法”，以提高识别精度，用在此基础编制的计算机程序，在主轴系统实际安装条件下，根据各测点的位移异纳试验数据，对机床主轴系统支承动态参数进行了识别计算。     

考虑主轴—刀柄—刀具结合面的高速主轴系统动力学特性有限元建模

高速主轴系统主轴—刀柄—刀具结合面动力学性能是影响主轴切削效率、加工质量以及加工性能的重要因素之一,而结合面的建模又是研究主轴系统动力学特性的基础。将主轴—刀柄—刀具结合面简化为分布弹簧,并基于并联转子的建模思想,采用有限元法完成了主轴系统的有限元建模。在明确分布弹簧的布置方式以及弹簧刚度的确定方法的基础上,提出考虑主轴—刀柄—刀具结合面的高速主轴系统动力学特性有限元建模流程。以安装BT系列刀柄的某立式加工中心主轴系统为例,利用所提出的方法进行有限元建模并求解刀尖点的频响函数,与实际测试的对比说明,该建模方法能够更好地模拟该主轴系统的动力学特性。     

基于接触单元的磨床螺栓连接面有限元建模与模型修正

以接触单元和弹簧－－阻尼单元建立了磨床螺栓连接件的结合面动力学有限元模型。并以前3阶试验模态及有限元模型理论计算的固有频率均方差最小为目标函数,对包含接触单元和弹簧－－阻尼单元的结合面特征参数进行优化,在此基础上修正并取得更为符合实际的结合面动力学模型,这对机床结构的动态优化设计具有重要意义。     

机床主轴动轮式变速系统

针对车床、铣床和镗床的高速度、低噪声、低速度、大扭矩的需要,利用调速马达的高速度和宽调速范围的特点,设计了一种动轮式变速系统,文中给出了该变速系统的工作原理和结构图.     

混流式水轮发电机组主轴系统非线性全局耦合动力学模型

长期以来,水轮发电机组的激烈振动现象严重影响电站的正常安全稳定工作.在高水头、大流量水流和强电磁场的共同作用下,其规律十分神秘,是一个至今仍未彻底解决的难题.文中以混流式水轮发电机组主轴系统为研究对象,首先根据发电机、水轮机主轴和水轮机转轮的特点,分别建立发电机单元、水轮机主轴单元和水轮机转轮单元,然后在发电机单元、水轮机主轴单元和水轮机转轮单元的基础上,应用有限单元法建立混流式水轮发电机组主轴系统的非线性全局耦合动力学方程.所建方程较好地体现该系统动态性能与其水力参数、电磁参数和结构参数之间的实际关系,表达以往方程未能反映的动态性能,为进一步深入研究混流式水轮发电机组主轴系统的动力学特性与系统的水力参数、电磁参数和结构参数之间的内在联系奠定基础.     

数控机床主轴系统热模型参数多目标修正方法

为使数控机床主轴系统热模型更为准确,混合响应面模型和多目标遗传算法,提出一种多参数、多目标热模型修正方法。该修正方法根据热平衡试验所获得的数控机床主轴系统热态特性(温升、热变形等)数据,采用中心复合设计的试验设计方法,在设计空间抽取样本点进行数值模拟,建立了由多个有限元热模型设计参数所决定的主轴系统热态特性的二阶响应面模型,利用多目标遗传算法对响应面模型进行循环逼近优化,取得Pareto最优解集,提高原有限元热模型的准确度。最后,以某精密数控双磨头磨床主轴系统为例进行分析,结合热平衡试验的温升和热变形数据,并以此为目标对其有限元热模型的4个主要参数(1个热流密度,3个换热系数)进行了修正研究。结果表明:提出的基于近似模型的多参数、多目标修正方法,适用于机床主轴系统等复杂结构的模型修正,可以有效地利用试验数据,通过有限次的数值模拟计算获得需修正参数的最优解,减少了模型分析的计算误差,使得修正后的模型结果更为接近实际。     

组合机床多轴箱计算机辅助设计

以ＡｕｔｏＣＡＤ为平台开发了组合机床多轴箱传动总体方案设计软件,介绍该软件的主要设计思想和关键技术。     

基于遗传算法的机床主轴动态特性优化设计

机床主轴的设计除了要考虑其强度和刚度外,尚须考虑其动态特性。机床主轴的动态特性设计可归结为特征值反问题的求解。本文研究了基于人工神经网络和遗传算法的机床主轴动态特性结构优化设计的求解方法,利用人工神经网络实现机床主轴动态特性的近似分析,借助遗传算法实现给定固有频率下的最小重量设计。计算结果表明了该方法的有效性。     

高精度金刚石工具磨床主轴结构设计及有限元分析

对高精度金刚石工具磨床主轴系统进行了结构设计,分析了轴承预紧力对主轴温升和刚度的影响。分析结果表明轴承预紧力对主轴支承刚度有显著影响。在考虑轴承径向刚度和轴向刚度的基础上,研究并建立了主轴的有限元模型。利用有限元软件ANSYS对主轴单元进行了动静态特性分析,结果表明所设计的主轴系统能够满足金刚石刀具刃磨要求。     

基于主轴转速的机床热误差状态方程模型

本文提出了一种基于主轴转速的机床热误差状态方程模型。该模型利用机床主轴转速而不是用机床温度场预报机床的热变形,因此极大简化了其应用。采用了连续系统状态空间模型辨识方法对状态空间模型进行辨识。实验结果表明状态空间模型可以满足要求,且优于直接利用最小二乘法对线性差分方程辨识所得的结果。     

重型数控落地铣镗床主轴组件温度场分布建模

针对重型数控落地铣镗床主轴组件的热态特性进行分析,研究了主轴组件内部热源发热量和热边界条件的确定方法,运用有限元方法对落地铣镗床主轴组件工作过程中的温度场分布进行了建模,并用实验的方法对主轴组件的温度场分布模型进行参数修正,提高了建模精度.     

并联机床电主轴干涉校验

具有空间复杂曲面加工能力的六轴联动的并联机床 ,动平台倾斜角一般应在左右 ,甚至更大。在动平台中心安装上电主轴后 ,由于动平台倾斜角的原因 ,在并联机床理论工作空间内 ,电主轴与 6根变长驱动杆之间可能会发生干涉 ,而且电主轴尺寸的不同 ,干涉发生范围也不同。本文讨论了电主轴与 6根驱动杆之间干涉计算问题 ,给出了干涉校验计算方法和公式 ,并用MATL AB5 .2软件设计了运行程序 ,这对已制造的并联机床 ,可作干涉校验 ,确定工作空间内电主轴的结构尺寸 ,或根据新的电主轴尺寸重新确定机床工作空间 ;对新的设计 ,先选定电主轴后 ,其尺寸参数 ,可作为干涉约束条件 ,可计算得到无电主轴干涉的并联机床设计参数     

机床主轴模糊可靠性设计计算方法

讲述了常规机床主轴设计的不足,提出将模糊可靠性设计运用于主轴的刚度校核中,通过例子阐述主轴模糊可靠性设计过程和结果,以及与常规可靠性设计的不同,说明主轴采用模糊可靠性设计的必要性。     

基于概率有限元法机床主轴可靠性分析

以机床主轴为例,采用ANSYS有限元分析软件进行了可靠性分析,具有一定的工程应用价值。     

用计算机选择组合机床切削用量并进行主轴参数计算

在组合机床设计中，切削用量选择和主轴参数计算是一项非常重要的工作。结合实际例述了怎样用计算机快捷地完成了这一工作，并对程序的设计思想和程序的组成作了详细的介绍。     

机床主轴热误差建模

在测量机床关键部件温度和主轴热误差的基础上,用逐步回归方法建立了多元线性回归模型,并介绍了温度变量的选择。为机床的设计与制造提供了参考依据,也为机床的误差补偿提供了模型。