基于 ANSYS Workbench的立式加工中心工作台动特性研究

机床动力学特性是影响高速机床性能的重要因素,直接影响机床的最后加工性能,而工作台作为零件的承载体其动力学特性更不容忽视.利用三维软件SolidWorks建立5种具有不同形式加强筋的工作台模型,运用ANSYS Workbench软件对各模型进行谐响应计算从而选择最优的模型,并对最优模型进行模态分析.     

附加质量块对机床结构动态特性的影响研究

结构动力学优化设计是提高机床加工精度的有效途径,而机床结构各组成部件的合理化布局又是影响机床动态性能的关键因素.本文首先对XH786立式数控加工中心整机进行优化建模,然后采用附加质量块方法,对机床在同一位置处添加不同的质量块以及在不同位置添加相同质量块对整机动态特性的影响进行了研究,结果表明:不同的质量块安放在机床同一位置,对机床整机的动态特性前几阶影响较大,高阶影响较小;相同的质量块安装在机床不同位置,位置变化对机床的整体动态性能有较大影响.本研究为机床结构各组成部件的质量与位置布局优化提供了理论基础.     

基于ADAMS的折剪机床仿真分析

介绍了在ADAMS环境下,对折剪机床进行仿真分析的方法.首先在ADAMS软件中创建机床模型,然后建立仿真边界条件和初始条件,通过对折剪机床虚拟样机模型中的关键问题进行分析研究,结果表明:折剪机床的机械系统是稳定可靠的,整个系统的装配性能、运动性能、输出力等完全满足折剪机床整体性能的要求.     

平面并联机构与电主轴耦合系统动力学分析

平面并联机床的加工精度应该用平面并联机构与电主轴耦合系统的动态性能进行评价。在考虑并联杆件的弹性动力学特性和主轴动力学特性的情况下,建立了平面并联机构与电主轴耦合系统的弹性动力学模型。通过仿真得到了耦合系统的幅频特性曲线,并在此基础上对耦合系统进行了动态性能分析。结果表明,在外界激励作用下,并联杆件系统发生了较明显的变形,并且主轴在频率低于20Hz的激励干扰下振动较为剧烈,偏离预定轨迹的位移较大,达到0.01mm,导致并联机床的加工精度明显降低,大大降低了并联机器人机床的动态性能。     

基于ANSYS的HTM40100动静态特性分析

机床的动静态特性是影响机床性能的重要因素,以HTM40100卧式车铣复合加工中心整机为研究对象,采用有限元分析技术对整机及其床身、立柱、导轨、丝杠、尾台等主要部件进行了静力学分析和模态分析,对比分析了机床三个方向的静刚度,并得到系统前四阶模态的固有频率和阵型,发现立柱是影响整机动静态性能的薄弱环节,为设计人员改进其截面形状和筋型,提高机床的动静态特性提供了理论依据.     

电火花成形机床滑枕的有限元瞬态动力学分析

以牛头式电火花成形机床为有限元仿真分析的对象,对该机床的重要零件滑枕进行受力分析,确定各个载荷的大小和载荷与时间的关系.对已经建立的有限元模型施加边界条件和载荷,对其进行瞬态动力学分析,从而求解出滑枕在瞬态载荷的作用下的位移、应力、应变以及反作用力随时间的变化关系.通过对各个变化关系的分析,得出牛头式滑枕刚性在牛头部位...     

BW60HS卧式加工中心整机模态测试

数控机床整机模态测试是分析机床抗振性、稳定性以及机床结构动力学优化设计的基础,同时也是解决机床振动问题的重要手段之一.在简要介绍数控机床模态测试原理的基础上,对沈阳机床集团BW60HS卧式加工中心的模态及动刚度进行了测试.获得了机床整机的固有频率、模态振型、阻尼比、动刚度等参数.通过测试发现,该机床滑板和立柱沿x方向的振动是该机床的薄弱环节,导致x方向动刚度显著降低.在综合分析的基础上,提出在清板和立柱内增设加强筋的方式来提高的整机系统的动结构性能.文章中的研究可为同类机床结构性能优化分析与实验提供必要的参考.     

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.     

五轴联动机床主运动构件重复碰撞瞬态动力学特性分析

为了提高五轴联动机床的整体性能,提出五轴联动机床主运动构件重复碰撞瞬态动力学特性分析方法,对其主运动构件的动力学特性进行分析。建立五轴联动机床的运动学模型,对其运动学特性展开分析;根据机床的运动学特性,建立柔性杆重复碰撞系统以及碰撞过程的动力学方程;最后在St.VENANT杆波动理论的基础上分析柔性杆在多次碰撞和分离过程中的瞬态动力学特性。实验结果表明：与其他方法对比,所提方法能够准确获得柔性杆的变形、位移和撞击力变化情况,且具有较高的分析精度。     

平面并联机构与电主轴耦合系统动态性能研究

并联机床的动态性能是影响其精度的主要因素之一,因此,必须从平面并联机构与电主轴耦合系统的角度出发,研究动力学参数变化对平面并联机床动态性能的影响.根据已建立的平面并联机构与电主轴耦合系统动力学模型,运用数值方法研究了动力学参数变化对耦合系统动态性能的影响.结果表明平面并联机构的动力学参数对耦合系统动态性能的影响占主导地位.相比较而言,电主轴的动力学参数对耦合系统的动态性能影响较小.因此,在提高平面并联机床的加工精度和动态性能时,应该着重考虑平面并联机构,适当地增大并联杆件的刚度和阻尼.     

现代刀具涂层制备技术的研究现状

刀具涂层是一种机床工具行业的重要材料,其性能直接影响数控机床的机械加工精度.概述了刀具涂层材料的特点、要求及涂层制备技术的发展,分析了化学气相沉积法、物理气相沉积法、等离子体增强化学气相沉积法及溶胶-凝胶法等几种涂层制备方法的优缺点.结合国内外刀具涂层的研究现状及发展趋势,指出在大力发展化学气相沉积涂层和物理气相沉积涂层技术的同时,开发两者相结合的新型工艺,推动国内刀具涂层技术的快速发展.     

机床滚珠丝杠进给系统热误差研究现状与发展趋势

机床的热误差已成为影响机床工作性能的最主要因素之一,滚珠丝杠作为机床进给系统关键部件,其热变形直接影响着机床的加工精度。因此,对滚珠丝杠进行热误差控制与补偿十分重要。过去几十年里,国内外学者对滚珠丝杠进给系统热误差研究可以分成三部分内容:热特性研究,热误差建模和热误差补偿。先通过滚珠丝杠热特性分析获取必要的参数,然后以此为基础进行合理的热误差建模,最后进行热误差检测及其补偿。以此为脉络展开,分别探讨了三部分内容国内外的研究现状以及存在的优缺点,并对未来的研究趋势进行了展望。     

5轴卧式加工中心回转工作台设计与应用

大型5轴卧式加工中心机床回转工作台是机床在加工过程中驱动工件回转的部件,回转精度及可靠性直接影响机床的整体性能。针对5轴机床在联动切削过程中B轴移动的特点,选用大型可调间隙蜗轮蜗杆进行传动,传动机构配置有减速机构以增加驱动力矩,回转机构通过大型轴向径向组合轴承支撑,通过高精度光栅尺进行位置反馈,得到快速进给5 r/min、定位精度为3″、重复定位精度为1.5″的高精度回转工作台。     

基于FPGA和DSP技术的PWM机床电力拖动系统的实现

本文综合了FPGA(Field Programmable Gate Array现场可编程门阵列)和DSP(Digital Signal Processing)的技术。提出了一种高性能的智能控制信号去控制PWM(Pulse Width Modulation)的新方法，使机床调速范围宽、机械特性硬、动态性能好，为我国的机床加工提供一种新的有效方法。     

Thermal behavior of a machine tool equipped with linear motors

Development of a feed drive system with high speed and accuracy has been a major issue in the machine tool industry. Linear motors can be used as efficient tool to achieve the high speed and accuracy. However, a high speed feed drive system with linear motors, in turn, can generate heat problems. Also, frictional heat is produced at the ball or roller bearing of LM block when driven at high speed. It can affect the thermal deformation of the linear scale as well as that of the machine tool structure.In this paper, important heat sources and resulting thermal errors in a machine tool equipped with linear motors were investigated when it was operated at high speed. The thermal deformation characteristics were identified through measuring the thermal error caused from thermal deformation of the linear scale and the machine tool structure. The dominant thermal error components were identified from the thermal error analysis using finite element method. It was shown that the proposed analysis scheme is efficient in identifying the dominant thermal error components and its magnitudes such as the thermal expansion and movement of the linear scale, thermal deformation of the machine tool slide.     

液压仿形刀架动态特性分析

为保证液压仿形机床的加工质量，仿形刀架的动态特性应满足一定的要求。对机液位置伺服系统的动态特性进行了理论分析，其结果对于提高此类机床的加工质量具有一定借鉴。     

Tracking and contour error control in CNC servo systems

The dynamic response of a machine tool is a complex interaction of several factors that includes the basic design of the machine as well as the capability and performance of the corresponding axis servo system. In terms of the performance of the servo system, tracking and contour errors are two important aspects that significantly affect the machine tool. Extensive research has been conducted over the last several decades into the study of these error components. A number of different approaches have been proposed by various researchers that attempt to effectively address this problem. This paper attempts to study the work that has been carried out in minimising tracking and contour errors in CNC machine tools.     

基于DTC的机床电机变频器的研究

本文利用直接转矩控制（DTC）技术，通过辨识出的转矩和给定转矩比较产生控制信号能去控制PWM（Pulse Width Modulation）的方法，使机床调速范围宽、机械特性硬、动态性能好，为我国的机床加工提供一种新的有效方法。     

A high performance tilting platform driven by hybrid actuator

Multi-axis controlled machine tools require a tilting rotary table or a tilting spindle head. In order to realize an ultraprecision multi-axis machine tool, it is an important issue to develop a high performance tilting platform. This paper presents a newly developed hybrid actuator-driven tilting platform. The hybrid actuator is constructed by integrating a pneumatic rotary actuator and a couple of voice coil motors. Performance evaluation results confirm that the platform provides high precision and high torque motions.     

机床复合结构热态特性的研究

机床热变形是影响机床精度的重要因素,占总制造误差的40％～70％,因此机床热变形控制技术成为当前的研究热点.添加相变材料的高孔隙率泡沫金属复合结构不仅能有效地减轻结构的质量,并具有良好的热特性.它利用相变材料的潜热特性,即物质在相变过程中吸收或释放一定的相变潜热而使温度保持不变.对复合结构热态特性进行仿真分析,结果表明:泡沫金属复合结构在受热情况下,在一定的时间范围内可保持在恒温状态不发生变化.这种热态特性对机床构件的制造具有重要意义,有利于减小机床的热变形,提高加工精度.