基于元结构和框架优选的数控机床床身结构动态设计研究

提出数控机床大件结构设计元结构和基本框架的概念,把由床身筋板围成的栅格称为筋格,床身的宏观构形为基本框架。筋格的动态特性直接影响机床床身的动态特性。分别以筋格各边长、板厚和清砂孔径为设计变量,以筋格的固有频率为优化目标,进行有限元动态设计,得到相应的筋格的基频随设计变量变化的曲线图;通过有限元分析,忏悔 床身的高度与宽度接近时,床身的动态特性较好。用有限元分析法对简化的床身结构动态特性进行研究,总结出对数控机床身设计具有普遍指导意义的规律,可用于数控机床床身结构初步设计。     

机床床身性能分析及方案优选

运用现代设计方法,采用Siemens NX软件的高级仿真功能,对3台筋板布置结构不同的机床床身进行了动静态性能分析。通过对3台机床床身的薄弱环节和动态性能的对比,得出了性能最优的筋板布置方案。借鉴另外2种床身的优点,进一步提出了圆筒形筋板结构布置方式的床身结构改进建议。     

机床床身性能分析及方案优选

运用现代设计方法，采用SiemensNX软件的高级仿真功能，对3台筋板布置结构不同的机床床身进行了动静态性能分析。通过对3台机床床身的薄弱环节和动态性能的对比，得出了性能最优的筋板布置方案。借鉴另外2种床身的优点，进一步提出了圆筒形筋板结构布置方式的床身结构改进建议。     

基于ABAQUS的数控成形铣齿铣床床身结构的动态优化设计

床身是数控机床的重要基础部件,其结构设计是否合理将直接影响整个机床的动态特性。文中运用ABAQUS对某型数控铣齿机床床身进行模态分析,对比分析了圆形和方形两种不同的出砂孔形状对床身固有频率的影响,同时对床身内部横向、纵向筋板厚度以及床身壁厚的变化对床身动态特性的影响进行了分析,并以此结果为依据,在避免数控机床发生共振的前提下,以减轻床身的重量为优化目标,对原有机床进行结构优化,最终使得床身重量减轻了1.68t,满足优化目标,也为后续机床结构设计提供参考依据。     

基于有限元分析的方钻杆机床床身动态特性设计

利用常规设计方法,首先确定了方钻杆机床的初步方案。通过有限元方法对在切削过程中的方钻杆机床床身进行动态特性分析,找出方案中的不足,并提出结构优化方案。筋板的动态特性直接影响机床床身的动态特性,文中分别以筋板的厚度、间距和开口为优化变量,来改变床身的固有频率,以此为优化目标,进行有限元优化。结果表明,优化后床身的动态性能得到显著提高,达到了预期的目标,并为床身改造提供了理论依据。     

精密加工中心床身设计

正一、床身外型设计不论何种机床,床身都是重要的基础部件,作用于机床上的各种负载最终都会通过各种环节传递到床身上,从而引起床身变形,这种变形将会引起在其上的所有零件的位移变化,这就要求床身有较好的静态刚度和抗振性。床身的刚度与床身的材料、外型及筋板的布置形式有关,而机床的外型往往已由机床布局协调性及机床参数所决定。本文以高精度加工中心为例,论述筋板的布置形式对床身刚度的影响。     

加工中心床身结构分析

用有限元方法对ＴＨ５６６３型数控加工中心机床的床身结构进行分析,并对床身筋板的不同布局方案对机床刚度的影响进行了探讨,为机械大件结构的合理性设计与性能分析进行了有益的尝试。     

机床T型床身结构的筋板布置型式研究

针对某型号磨床的典型T型床身结构,研究内部筋板的布置型式.基于有限元分析方法,以V轨水平方向的平均变形、床身整体的应变能、床身质量及1阶固有频率为评价指标,对若干种不同筋板布置的床身结构性能进行分析比较.研究结果表明:筋板布置型式对床身的静动态特性具有较大的影响,纵、横组合筋板型式的传统床身抗弯抗扭性能较好,能够满足一般的机床加工精度,且制造简单,所以广泛采用;斜置型式的筋板抗弯和抗扭性能都比较好,适用于长度大、抗弯刚度较低的床身;纵、斜组合筋板型式因抗弯刚度和抗扭刚度都较高,适用于重载荷且床身又宽又长的大型机床.     

高精度加工中心床身结构拓扑优化研究与实践

采用变密度法对某叶片加工中心的床身进行拓扑优化分析,得到床身结构的拓扑优化变密度云图,用静刚度分析结果将床身结构分为主功能区和辅助功能区;分析比较了不同筋板布局形式和厚度的床身动态特性。将拓扑优化与动态性能分析相结合,分别改进两个功能区的筋板布局来提升床身整体性能。在原有床身质量不变情况下,静刚度提高25%,第一阶固有频率提高13%。这种结构设计方法,具有工程应用价值。该研究结果对提升机床基础件刚度及稳定性提供理论支撑,对数控机床大型基础件结构优化具有借鉴意义。     

精密机床床身结构参数的优化设计

在确定精密机床床身合理结构的基础上，利用ANSYS有限元软件提供的APDL参数化设计语言和优化设计方法，以床身的肋板布置和肋板厚度为设计参数，对床身进行结构设计参数的优化，确定了床身结构的合理参数。不仅大大提高了床身的动态性能，而且节省了材科，降低了生产成本。     

数控立式加工中心床身筋板结构设计与分析

以某数控立式加工中心床身结构为研究对象,为获得具有较好静动态特性的床身结构,保证工件的几何精度和表面加工质量,通过改变筋板的类型,设计了三种床身结构方案。运用ANSYS有限元分析软件分别对其进行静力学分析和模态分析,得到了不同床身结构筋板设计方案的位移变形量、合应力及模态频率结果。根据分析结果,选出了具有较好静动态特性的床身结构作为设计方案,节省了制造成本,缩短了设计周期,为床身结构设计提供了理论依据。     

基于灵敏度分析的五面加工中心床身结构优化设计

机床床身是机床的重要部件,它起着支撑立柱、工作台等部件的作用,其性能的好坏直接影响到机床的加工精度。在对HX7910五面加工中心床身结构动态优化设计过程中,建立HX7910五面加工中心床身的有限元模型,分析了其前六阶模态。根据分析结果确定筋板为优化对象,采用灵敏度优化法首先对床身内部筋板结构参数进行动态灵敏度分析。在灵敏度分析基础上,进行结构优化设计,得到了较优的结构参数,提高了加工中心床身的动态特性,从而提高床身的性能。     

高速龙门桥式机床床身有限元分析

机床床身是机床大件之一,工作台来回快速移动,从而带动工件实现快速加工。床身的静态性能直接影响机床的加工精度。以XK24125-250高速龙门桥式镗铣床的床身为例,利用SolidWorks三维软件建立床身模型,同时运用ANSYS Workbench有限元软件进行静态特性分析,为床身优化设计研究工作奠定基础。并在此基础上对床身进行减重和合理控制内部筋板的结构优化研究。     

ANSYS Workbench集成研发平台下的机床床身有限元分析

运用Pro/E和ANSYS Workbench集成研发平台,对某型机床床身进行了典型工况下的静态分析及模态分析。得到了床身在此工况下的静态特性及模态特性。并在此基础上,进行了床身内部筋板厚度的灵敏度分析,给出了相应的床身最大变形量及其振动一阶固有频率的变化情况。结果表明,CAD软件与集成研发平台的协同应用为机床的设计和分析提供了极大的方便。     

基于龟壳结构的深孔钻床床身筋板仿生优化设计

生物体的结构能够以轻质高效的材料分布满足较好的力学性能,为机床关键件的结构选型提供了1种新方法。针对Z8016深孔钻床床身传统的筋板布局,结合乌龟壳结构的构型规律,利用结构仿生的方法对其进行了优化设计。首先对原型床身进行了有限元分析,根据其应力、变形云图结合龟壳结构的构型特点,确定了1种拱形与竖直筋板相结合的新型床身筋板结构,并对仿生结构进行了静力及模态分析。结果表明,相对于原结构,仿生型筋板结构的最大变形减少了11.11%,质量减少了6.44%,比刚度效能提高了18.88%,前5阶固有频率平均提高了3.27%,静动态性能均有显著提高,且实现了轻量化设计。     

有限元分析在HTM125600车铣中心床身设计中的应用

床身是机床的重要部件，床身的刚度好坏直接影响机床的精度。本文采用了有限元分析的方法，运用ANSYS软件，对床身的模拟实际载荷情况进行了较精准的建模仿真，对床身受力的薄弱环节进行识别，进行振动特性分析，从而在设计时合理地进行筋型布置和承重壁厚的选取。     

滚珠丝杠副寿命试验台床身结构优化设计

为了提高滚珠丝杠副寿命试验台床身的动态性能,根据要求设计了内凹形的床身,用ANSYS软件对床身进行模态分析和对比,根据分析结果优化得出最佳的床身结构方案。选择两种筋板优化方案,通过对两种方案筋板形状的模态分析,确定出床身最优结构。     

大型数控铣床床身结构的动态特性分析

以数控铣床床身为研究对象,运用结构动态设计原理和有限元法,依据零件的振型特点,研究了不同筋板型式和筋板厚度对床身动态性能的影响,通过比较选用适宜的筋板型式以提高其动刚度.     

基于多频拓扑优化的深孔机床床身动态分析

为了提高深孔钻床床身的抗振性并减轻重量,将多频拓扑优化技术引入床身的结构设计,对其进行了动态特性研究。首先利用ANSYS有限元分析软件对原床身结构进行了模态分析,识别出床身结构的薄弱设计;其次,以床身的前三阶固有频率最大化为目标函数,以床身质量为约束条件,对床身进行多频拓扑优化;在此基础上,根据密度云图所示材料分布,对床身筋板进行重构设计;最后,对优化前后的床身进行谐响应分析,对其动态性能进行了验证。结果表明:优化后床身的前三阶固有频率显著提高,同时质量也下降了4.08%,从而达到了提高其动态性能和减重的优化目标。     

基于动力学特征的磨床床身结构优化布局设计

用有限元方法对内圆磨床床身结构进行建模和和动态分析,通过探讨改进床身内部筋板的不同布局对床身结构动态特性的影响,发现调节筋板布局是改善床身动力学特性的关键。