龙门加工中心丝杠组件热态性能与温度场实验研究

龙门加工中心丝杠热变形是影响机床加工精度的重要因素。为减小丝杠热变形对机床加工精度的影响,以丝杠的实际工况为基础,建立了丝杠温度场及热-结构耦合分析模型,运用有限元分析法获得了丝杠表面的温度场分布及丝杠重力和进给方向的热变形规律。运用M7500红外摄像仪进行了丝杠温度场实验,验证了一定时间段内温度场分析的准确性,并结合实验对仿真参数进行修正,提高了温度场仿真分析的准确性,为丝杠进给过程中控制系统的热误差补偿和整机润滑散热系统的结构改进提供了理论依据。     

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.     

精密卧式加工中心主轴系统热特性分析

主轴系统的热特性对精密卧式加工中心的加工精度有重要影响.以精密卧式加工中心的主轴系统为主要研究对象,采用有限元软件的热、结构耦合技术仿真计算了主轴系统达到热平衡状态后的温度场分布和热变形.然后结合主轴系统的结构特点,分析了主轴转速、轴承跨距、冷却液流量和冷却液初始温度对主轴系统热特性的影响.结果表明,主轴转速、冷却液流量和冷却液初始温度对主轴系统的温升和主轴端面跳动有重要影响,而轴承跨距的改变影响不大.     

动柱式卧式加工中心整机动态特性实验研究

针对子结构移动导致的机床整机动态特性改变问题,提出了采用布置多个测试位置涵盖整机加工过程中主要的加工位置及极限位置的方法.论文以动柱式卧式加工中心为试验对象,应用运转激励信号作为激振信号,测量各测试位置在多级激励频率下的振动响应情况.并通过共振烈度及速度谱对结果进行了数据提取及共振判别.得到了整机在空间中的动态特性分布情况.试验发现,机床整机运转激励下的共振主要来自可移动结构自身的共振及其叠加.     

某型立式加工中心动态性能测试与优化分析

以某立式加工中心为研究对象,通过模态测试来分析该立式加工中心在动态性能上的薄弱点,并依据测试结论对该立式加工中心进行结构优化,最后对优化后的机床再次进行测试分析.测试结果证明此次优化效果显著,因此基于动态性能测试与优化的流程在立式加工中心的实际设计过程中具有重要的参考价值.     

龙门加工中心主轴系统热态特性分析

建立了龙门加工中心主轴系统的有限元模型,计算了主轴轴承的发热量以及主轴系统各个表面的对流换热系数,利用ANSYS对其温度场进行有限元分析,并利用ANSYS中的耦合场分析计算出主轴系统的热变形。计算结果表明：主轴系统在一定载荷下以3000r／min的速度运转时,需要2h45min可达到热平衡状态;最高温升出现在前端轴承安装处,最大热变形达21．7μm。分析结果为主轴系统结构优化设计以及冷却、补偿系统的设计提供了一定依据。     

高速高精密立式加工中心主轴热态特性分析北大核心

主轴的热特性是影响机床加工精度的主要因素之一,文章针对某高速高精密立式加工中心主轴首先进行三维模型构建,分析其主要热源并确定热边界条件,然后采用有限元方法进行温度场和热—结构耦合分析,得到主轴温度场和热变形分布图,最后分析了冷却液流量对主轴热特性的影响。结果表明:主轴达到热平衡时,最高温升为7.9℃,总变形量为22.6μm,且当冷却液流量为4.5L/min时,主轴热特性最佳,该结果为后续的立式加工中心主轴结构优化设计及热误差补偿奠定了基础。     

卧式加工中心试验模态分析

应用变时基采样的锤击法对卧式加工中心进行了试验模态分析，研究了该加工中心的动态特性，获得了感兴趣低频段的加工中心低阶固有频率。通过对整机各阶模态振型的分析，找到了加工中心结构的薄弱环节，为进行结构的优化设计指出了改进的方向。     

精密卧式加工中心主轴轴向热误差补偿方法

热误差是精密机床最主要的误差源之一。主轴是机床的关键部件,其热误差直接影响机床的加工精度。文章以某型号精密卧式加工中心主轴为对象,对其温度场和热变形进行了仿真分析。根据仿真结果发现主轴轴向热变形更严重,并结合机床结构确定温度传感器布置位置。在此基础上,对不同转速下主轴部分位置温度和轴向热误差进行现场测试。运用最小二乘法建立热误差补偿模型,直接结合机床FANUC数控系统实施主轴轴向热误差补偿。经实验验证,补偿后主轴轴向热误差减小了85%以上。     

高速车铣复合加工中心床鞍的热态特性分析

讨论了对CX8075车铣复合加工中心的床鞍建模,计算出与床鞍实际工作条件相适应的热边界条件,用ANSYS有限元分析软件对其热态特性进行分析,得到床鞍的温度分布和热变形情况,为数控机床的热误差补偿提供了依据.     

加工中心主轴系统的热变形分析与有限元计算

以TH6350卧式加工中心为研究对象,构建了一套基于虚拟仪器系统的加工中心主轴系统温度场和热误差测量系统,测出了加工中心主轴系统的温度场和各项热变形.建立了基于I-DEAS的加工中心主轴系统的温度场和热变形有限元模型,得到了主轴系统的温度场和热变形分布及其计算结果,计算结果与实测值得到了较好的吻合,研究结果为加工中心的改进设计、温度控制和误差补偿提供了理论依据.     

镗铣加工中心主轴热特性分析

应用有限元方法对卧式镗铣加工中心主轴进行建模,通过对主轴模型导热系数等参数的计算、热边界条件的确定,以及机床主轴轴承在不同转速下发热功率的计算结果,运用ANSYS Workbench对模型进行网格划分,并对其进行了热特性分析。结果表明:3号轴承发热量较大,对主轴温度场分布有着较大的影响,在机床主轴设计过程中,可以考虑通过改善冷却条件、热误差补偿等手段对主轴进行温度控制,以减小对机床加工精度的影响;轴承的发热量随着主轴转速的提高而提高,系统的热平衡温度也随之提高,达到热平衡所需时间也变长。分析结果为机床主轴的设计以及结构优化提供参考。     

基于热误差补偿的加工中心在线检测软件的研究

对加工中心在线检测软件误差补偿技术进行研究,基于Windows平台开发了在线检测误差补偿软件,并对软件开发中的关键技术：建立检测系统的几何误差与热误差综合模型,测头误差处理技术进行了研究。该检测软件可以同时对测头误差、机床几何误差与热误差进行补偿,有效地提高了在线检测精度。软件系统在MAKINO立式加工中心上进行丁实验验证。     

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。     

卧式加工中心床身蜂窝状支撑结构设计与优化

提出采用蜂窝状支撑结构对卧式加工中心床身进行性能优化的思路,即将床身原有支撑结构改为蜂窝状结构,并对各性能指标与原结构进行比较,分析优化效果。利用参数化建模方法,分析蜂窝状结构胞单元参数、排布方式、排布密度与床身一阶固有频率、质量、静变形、等效应力之间的关系,得到蜂窝状结构对床身最佳优化效果。利用响应面法建立参考数学模型设计改进方案,用灰色关联法对计算结果处理分析,并采用熵权法改进灰色关联法,使得其成为一种适于床身优化方案选择的评价标准。以我国西北某机床厂生产的某型卧式加工中心床身优化为例。选择蜂窝胞单元边长与筋板厚度为设计变量,利用ANSYS Workbench进行参数化设计,采用MATLAB软件进行数据处理和灰色关联法分析选出最佳优化方案。结果表明,优化后的机床床身各性能指标得到大幅度地提升。床身一阶固有频率提高约24. 1%,床身质量减轻约7. 4%,静变形降低约26%,等效应力减小约35. 1%。     

THS6350卧式加工中心转台与托板定位与夹紧分析研究

在配备交换工作台的加工中心中,定位与夹紧机构是一个重要部分,其影响机床的精度和可靠性.讨论THS6350卧式加工中心转台和托板的定位和夹紧机构,着重说明该机构的结构、工作原理,并分析其在夹紧状态下的受力情况和定位精度、重复定位精度的控制,从而保证机床的精度.     

立式加工中心主轴系统热变形试验及误差补偿

立式加工中心经过长时间的运行之后,主轴箱及主轴系统组成的单元会产生热变形,这影响到被加工零件轴向尺寸的加工精度。以VMC750立式加工中心为试验对象,测量主轴箱多点温度及主轴变形伸长量,确定主轴变形的主要原因,建立误差补偿模型,通过对立式加工中心加工过程中的热误差进行了实时补偿实验,结果表明：通过热变形补偿,主轴系统热变形实测为0.28～0.33 mm,其误差可减少75％左右,验证了该模型的有效性。