XH715立式铣削加工中心立柱结构的拓扑优化

应用CAD/CAE系统建立XH715立式铣削加工中心的整机模型,并进行动态分析,找出其薄弱环节,通过实验验证其正确性.采用连续体ICM拓扑优化方法,基于HyperMesh软件,以模态频率为目标,建立并求解了考虑受力状态的约束模型,得到的拓扑形状清晰,为后续的整机优化和详细设计提供了理论指导和设计原型.     

龙门加工中心立柱性能分析与拓扑优化设计

立柱作为龙门加工中心的重要支撑部件,其结构性能直接影响整个龙门加工中心的精度,可靠性和稳定性等性能指标.在对立柱进行静力,模态和能量分析的基础上,建立了基于ANSYS分析软件的立柱结构有限元模型和拓扑优化方法,找出立柱存在的薄弱环节并对立柱筋板结构实施了优化设计.最后,从经济性、动静态特性等方面对优化方案作了分析讨论,结果表明,该方法有效的提高了立柱薄弱区域的刚度及共振频率,从而改善了其加工精度及其稳定性.     

基于拓扑优化与筋板布局的立柱轻量化设计

为了实现机床立柱结构的轻量化设计,对立柱进行拓扑优化研究,根据拓扑优化的材料分布结果设计了立柱的基本外形。根据立柱的外形特点,对比了5种不同类型筋板形式的单元结构,发现W形式的筋板结构材料消耗较少同时综合力学性能较优。选择W形式的筋板对立柱的外形结构进行布局及尺寸优化,得到了最终的立柱结构形式。对新的立柱结构进行有限元分析,结果表明,新设计立柱结构的质量减轻了8.3%,并且其静、动力学性能得到了不同程度的改善,实现了立柱结构的轻量化设计。     

VHT800立式车铣加工中心立柱结构静动态优化及轻量化设计

研究了VHT800立式车铣加工中心立柱结构的静动态优化及轻量化设计方法,解决了企业经验设计结构存在的静、动态性能不足以及结构过于笨重的问题.首先基于机床实际典型工况下的立柱载荷及边界条件,运用拓扑优化技术建立了体积约束下的立柱结构多工况静态性能和动态性能多目标拓扑优化概念模型;然后对概念模型进行结构刚度设计及工艺设计.最终为企业提供了新的立柱结构方案,该方案的结构刚度和一阶固有频率比经验设计结构分别提高了13.6%和17.1%,同时质量减轻了9.7%,表明该设计方法能够有效提高机床立柱结构静、动态性能并实现结构轻量化设计.     

高速立式加工中心滑座的拓扑优化

使用Solid Works对滑座的四种方案进行了三维建模,采用ANSYS Workbench对各滑座模型进行了静刚度分析,确定出了较优的滑座模型,并运用ANSYS Design Xplorer对其进行了优化设计,保证了滑座的静刚度要求,使滑座的质量在原有的基础上降低10%。     

高速卧式镗铣加工中心立柱动态特性有限元分析

以高速卧式镗铣加工中心立柱为研究对象,采用有限元与实验相结合的分析方法对其动态特性进行了研究.建立了立柱的有限元模型,并进行了模态分析,得出了1至4阶固有频率和相应振型.搭建了立柱动态特性实验平台,选择了四组激振点和拾振点,采用单点激振和单点拾振的方式进行了数据采集.通过分析实验数据,获得了立柱前4阶固有频率和关键位置的动刚度.有限元和实验分析的固有频率相对误差小于9％,表明该平台可有效的激起立柱的固有频率,理论与实验分析结果可为立柱的结构优化设计提供理论依据.     

立式铣削加工中心立柱结构拓扑优化设计

基于连续体ICM拓扑优化方法,结合CAD/CAE系统,提出以模态频率为目标的结构拓扑优化模型,运用该模型完成XH715立式铣削加工中心立柱结构拓扑优化设计,其动静态性能有较大的改善,为后续的整机优化和详细设计提供了理论指导和设计原型.     

基于元结构的加工中心立柱动态优化设计

以加工中心立柱为研究对象,根据快速设计及框架结构优选的设计思想,利用结构动态设计原理及有限元分析技术对立柱进行动态设计分析与结构优化.首先根据立柱结构的分析提取典型的元结构单元,然后对元结构进行拓扑优化设计,提出若干改进方案,并对改进方案进行模态对比分析.最后以立柱固有频率为优化目标,以优选的元结构为依据,对立柱进行重构设计,提高了立柱的动态特性.在机床的初步设计中,为其部件的优化设计提供了一定的参考价值,缩短了设计周期,提高了设计效率.     

高速立式加工中心滑座的设计与拓扑优化

使用SolidWorks对滑座的4种方案进行三维建模,采用ANSYS Workbench对各滑座模型进行静刚度分析,确定较优的滑座模型,并运用ANSYS DesignXplorer对其进行优化设计,保证了滑座的静刚度要求,减少了滑座约10%的质量,提高了相关移动部件的运动性能。     

立式加工中心主轴箱静动态特性分析及拓扑优化

主轴箱是立式加工中心的重要部件,其静动态特性对加工中心的加工精度以及平稳性有重要影响。以某型号立式加工中心主轴箱为研究对象,应用SolidWorks建立主轴箱的三维模型,利用ANSYS Workbench软件对其在典型工况下进行静动态特性分析。根据主轴箱静动态特性分析结果可对主轴箱结构进行优化设计。利用ANSYS Workbench中拓扑优化模块对主轴箱结构进行拓扑优化,根据拓扑优化结果以及实际工作情况,对主轴箱结构进行合理的改进。对比改进前后的分析结果可知:改进后主轴箱质量减少2.3%、最大等效应力减小3.34%,静刚度得到提高,达到优化目的。该研究结果为其他类型机床主轴箱优化设计提供参考     

高速卧式加工中心主轴箱拓扑优化设计

文章利用HyperWorks中的OptiStruct模块对某型号高速卧式加工中心主轴箱进行结构拓扑优化设计.通过引入待优化模型的邻接零件,用零件接触代替刚性约束,使得边界条件更加逼近实际情况;通过确定各个分方向上的切削力上界保证载荷施加的全面性和可靠性;应用叠加原理解决机床产品结构优化设计中的载荷种类无穷多问题.有限元分析结果表明:基于OptiStruct拓扑优化的新设计模型静力学性能和动力学性能都能很好地满足预定要求.     

XH7650立式加工中心模态测试与优化设计

使用LDS振动分析仪对XH7650立式加工中心进行模态测试,得到其固有频率及振型.应用CAD/CAE系统建立机床的整机动力学模型,并进行动态性能分析.对机床薄弱环节进行结构优选设计,为后续设计提供依据.     

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.     

超高速铣削加工中心的研制

介绍超高速铣削加工中心的具体研发过程,详细阐述了机床总体布局,有限元静、动力学分析,动态性能试验验证等关键环节所采取的技术措施,使研制的超高速铣床产品具有高的技术水平和竞争能力。切削加工实践表明：该机床具有超高速铣削能力,并能达到“以铣代磨”的加工效果。     

龙门式加工中心立柱部件铸造工艺研究

以EGC2040龙门式加工中心立柱为研究对象,对其铸造工艺进行研究,通过Any Casting软件对铸件充型、凝固过程进行了数值模拟,对缩孔缩松缺陷进行预测,根据模拟与预测结果对原工艺进行优化,并使用三因素三水平正交实验确定最佳工艺参数。研究表明:采用阶梯式、多内浇道浇注方案,在浇注温度1 320℃、浇注速度80 mm/s、冷铁厚度70 mm条件下加工铸件,铸件品质良好,无明显缩孔缩松缺陷,符合生产要求。     

DVG850高速立式加工中心动态分析

采用Workbench有限元分析软件对DVG 850高速立式加工中心进行模态分析和谐响应分析,通过对计算结果的分析提出了针对DVG 850的改进方法,并通过对DVG 850样机的测试进一步验证了仿真分析的可信性.     

高速加工中心自动换刀装置的研究

针对我国目前弧面分度凸轮自动换刀装置设计制造水平不足的现状,设计一套结构简单、加工方便的自动换刀完成自动换刀,并详述了换刀的实现过程。新的自动换刀装置精度高、运行平稳、价格合理,能够取代弧面分度凸轮机构。     

叶轮高速开粗加工路径优化设置研究

分析叶轮五轴数控加工刀具路径优化及NURBS曲面优化算法,应用MasterCAM X6软件中的叶轮专家系统,完成叶轮的高速五轴开粗加工优化参数设置,模拟仿真得到无碰撞、无过切的五轴叶轮开粗刀路轨迹。经实际切削验证,得到开粗的叶轮。