大型龙门式加工中心横梁筋板设计与分析

大型龙门式加工中心的龙门式结构中,横梁是其关键部件之一,起着连接滑座、滑鞍等关键部件的作用,而横梁自身的设计结构及布局决定了其静、动态特性,其中横梁筋板的动、静态特性直接关系到加工中心的整机性能.对大型龙门式加工中心常用的4种筋板结构横梁的静、动态特性进行仿真分析,结果表明,O型筋板结构横梁的静、动态特性最优.采用O型...     

卧式摆头加工中心动横梁热固耦合特性研究

以五轴加工中心为代表的高端数控机床是国家重要战略物资,具有很高的综合性能需求。基于热固耦合分析方法,针对卧式加工中心中承载摆角铣头的动横梁进行结构特性研究。建立焊接式动横梁的实体单元热固耦合有限元模型并进行仿真,分析动横梁在结构静力载荷和热载荷综合作用下的变形和应力。采用多元回归拟合方法,研究不同结构参数对动横梁结构特性的影响规律,并根据影响规律对结构参数进行优化调整。在质量基本不变的情况下,优化后的动横梁焊接结构的 Y 轴最大位移减少了10.489%,最大应力减少了41.06%。     

GMCU2060龙门加工中心横梁结构有限元分析

建立GMCU2060横梁移动龙门加工中心横梁有限元模型,对横梁进行静动态刚度分析,结果表明:横梁结构中加强筋相对薄弱。提出在其余参数不变的前提下、增加加强筋厚度的改进方案。分析结果表明:在质量不增加的情况下,改进后的横梁在重力作用下的最大变形为0.029 mm,一阶固有频率由96 Hz提高到115 Hz,满足设计指标要求。     

龙门加工中心主轴滑枕结构有限元分析技术研究

龙门加工中心主轴滑枕结构是连接刀具和机床的一个重要部件,其受切削力和受热变形将直接影响刀具的加工精度.通过建立龙门加工中心主轴滑枕结构的有限元分析模型,在计算热源发热量以及主轴滑枕结构热边界条件的基础上,利用ANSYS有限元分析软件在其工作状态下进行切削力变形分析、稳态热变形分析以及热-结构耦合分析.得到了主轴不同转速条件下主轴滑枕结构热态性能及刀盘直径方向变形规律,为该型龙门加工中心主轴滑枕结构优化设计和热变形补偿提供了理论依据.     

基于abaqus的加工中心大型横梁有限元分析及优化

某加工中心的部件横梁刚度不足,致使被加工的工件的表面产生波纹状刀痕。针对上述情况,首先使用Solidworks建模,然后导入有限元分析软件abaqus中,对该横梁进行静、动态性能的分析,根据分析结果,首先调整边界约束条件,然后依据横梁的结构尺寸参数对其质量影响的灵敏度分析报告,以及该加工中心所属厂方的改进要求,对横梁的结构尺寸参数进行调整,调整后的模型再次导入abaqus中分析,依据分析结果,重复调整尺寸参数,直至横梁的刚度和质量均达到预期要求。     

高速龙门五轴加工中心静刚度分析与结构优化

静刚度是机床最重要的性能指标之一,在机床设计阶段需对其进行预估.在高速龙门五轴加工中心的设计中,采用有限元分析技术对机床整机及主要部件进行了静力学分析,发现横梁与滑枕为影响整机静刚度的薄弱环节,对横梁与滑枕的结构进行优化改进,从而提高了机床的静刚度,并在实际应用中获得了良好的效果.     

龙门五轴加工中心薄弱环节的改进设计

以某型龙门五轴加工中心为研究对象,采用有限元分析的基本理论对整机进行动静态特性分析。建立了有限元模型,并对其进行了3个方向静刚度的对比分析,结合前4阶模态振型找出了影响整机动静态特性的薄弱环节——横梁,在不改变原有横梁结构基础上提出了3种优化方案。结果表明:改进结构3最为合理,并通过静变形量实验验证了改进后结构的正确性,从而提高了整机的动静态特性。     

基于ANSYS Workbench的加工中心横梁有限元分析与优化

横梁是龙门加工中心关键部件之一,其静动态特性直接关系到整机性能。文章在ANSYS Space Claim环境下建立横梁实体模型,运用workbench进行横梁静动态分析计算,并在其基础上利用响应面法对其进行优化设计。改进横梁的肋板结构尺寸,提高性能,为横梁优化提供了理论依据。     

龙门加工中心横梁组件静动态分析及结构改进

为提高龙门加工中心的静动态特性,保证加工工件的几何精度,运用有限元软件对横梁组件进行了静动态分析,发现横梁是横梁组件的薄弱结构.采用对角筋板理论,对横梁进行了结构改进,并进行有限元分析.结果表明,改进后横梁组件的变形量减少了7.6％,一阶模态频率提高了17.2％,静动态特性得到了明显提高.最后通过实验结果与理论结果进行对比,验证了改进方案的合理性,为横梁组件结构设计提供了理论依据.     

基于拓扑优化的龙门加工中心横梁轻量化设计

以大型铝材构件高速高效龙门加工中心的焊接横梁为研究对象,确定其结构原始方案,并对该方案进行静动态特性分析,获取主轴组件沿机床Y/Z向移动时刀头的位移情况以及横梁的前六阶固有频率和振型。基于变密度法对连续体结构横梁进行了拓扑优化设计,建立了最大刚度设计的拓扑优化模型和特征值问题的结构动力学拓扑优化模型。在Hypermesh/Optisruct中建立了不同优化模型的目标函数、约束条件、优化变量,对横梁的板筋布置、后壁板分别进行的优化。与优化前的结构相比较横梁的重量减轻11.5%,实现了横梁的轻量化设计,同时横梁的综合性能得到了明显的改善。     

基于MATLAB的HTM50200异型石材车铣加工中心横梁结构拓扑优化设计及实验研究

用拓扑优化方法设计一种适用于异型石材车铣加工中心的横梁筋肋结构。对拓扑优化中的材料密度法(SIMP)作了深入分析,讨论惩罚因子对拓扑结构的影响,推导出设计变量(密度)的前后迭代公式。将该数学思想通过MATLAB实现,并应用于车铣加工中心横梁部件的纵、横截面的筋肋分布,根据截面形状建立横梁的三维模型。将以此模型为依据制造的实物应用于HTM50200异型石材车铣加工中心,其有限元分析与模态实验表明该横梁动态特性良好,说明该优化设计方法的有效性和可靠性,为结构优化提供一种新思路。     

应用于立式车铣复合加工中心的具有线性导轨的箱框式龙门框架结构

应用于立式车铣复合加工中心的具有线性导轨的箱框式龙门框架结构,导轨分为高导轨与低导轨,空间布局更为合理。采用线性导轨,横梁与导轨通过线轨滑块连接,解决了以往龙门框架导轨不稳定、驱动偏载、易爬行等诸多问题,使机床的几何精度更容易保证,大大提高了机床的可靠性。     

专利

<正>专利名称:一种大型自由锻液压机组合式下横梁专利申请号:CN200910071086.6公开号:CN101758156A申请日:2009.11.03公开日:2010.06.30申请人:天津市天锻压力机有限公司本发明涉及一种大型自由锻液压机组合式下横梁,属于液压机技术领域。一种大型自由锻液压机组合式下横梁,为梁式结构,其特点是:液压机下横梁为组合式结构,由焊接架组装构成。焊接架分为中部焊接架、中侧部     

龙门式铣镗加工中心垂直度超差的工艺补偿研究

龙门式铣镗加工中心床身X轴与横梁Y轴垂直度超差是其垂直度超差的主要方面。对其成因进行分析后发现横梁重力是导致超差产生的重要原因之一。采用有限元分析技术对横梁上11个位置在重力作用下变形进行仿真分析,得到上下导轨基面与定位面的相应变形数值。由此得到基面与定位面应该加工成的形状后对横梁现有加工工艺进行改进。进行工艺补偿后通过试验发现,现有工艺产生的直线度误差基本得以消除,垂直度误差降低了85%,进而说明了工艺改进方法对于垂直度超差问题解决的有效性和可行性。     

强力数控龙门钻床的设计

设计的龙门钻床采用双柱定梁龙门架以及圆盘回转工作台结构,能够实现对圆盘类零件孔的强力钻削加工。运用ANSYS软件分析机床横梁的静力特性,结果表明:所设计的横梁能满足强度要求。     

地磅自动焊接系统龙门架结构设计与优化

针对地磅端头板的焊接技术设计了龙门架式可移动焊接机构,通过模态分析龙门架在承受动态载荷时,龙门架的变形和应力变化情况,对龙门架薄弱环节进行强度和刚度加强,避免因变形过大导致滑轨卡死,进而影响焊接精度。     

能量平衡原理在大型龙门加工中心动横梁结构优化中的应用

针对大型龙门加工中心动横梁的结构特征,基于能量平衡原理,以能量均匀性作为动态特性的表征完成了动横梁的机构优化。利用构建的有限元分析模型,采用模态分析确定横梁结构的变形方式,并且基于能量分析辨识惯性能和弹性势能集中分布的区域,根据能量平衡原理对动横梁结构进行改进。设计实例表明文中的方法对于提高动横梁能量分布的均匀性有较好的效果。     

基于反馈线性化的龙门数控机床磁悬浮系统滑模鲁棒控制

针对龙门移动式数控机床中横梁的悬浮刚度进行了研究.在龙门移动式数控机床中,将移动的横梁悬浮起来,可以消除摩擦提高加工精度.为了实现稳定的悬浮,提出了基于反馈线性化的滑模变结构的控制方法.通过反馈线性化的方法将非线性电磁悬浮系统转化为线性系统,然后利用滑模变结构控制方法设计控制器来对整个系统进行鲁棒控制.仿真结果表明,与传统的状态反馈控制方法相比,系统具有很强的抑制扰动的能力和高刚度,能够实现稳定悬浮.     

大型五轴联动加工中心横梁结构设计

根据大型五轴联动加工中心高效、高精度的加工要求,设计出横梁板筋的类桁架结构形式,该结构连接点少、刚度大,可提高机床的加工性能;设计出4种不同结构的横梁,并通过有限元分析软件Ansys分别对其进行静力学分析,得出各结构在x、y、z 3个方向上的最大变形量;通过对质量、刚度和使用性能的比较得出最优结构,该结构质量为1 818kg,x、y、z方向上的最大位移变形值分别为0.045、0.031、0.148 mm,总体变形值为0.154 mm。     

基于ANSYS的横梁进给系统结构优化

横梁进给系统作为龙门式机床的主要组成部分,其静动态性能直接影响机床的性能,而横梁进给系统的结构决定着它的静动态特性,因此很有必要对其进行结构优化。利用有限元软件ANSYS对横梁进给系统进行静动态特性分析,分别研究单丝杠的安装位置、单双丝杠的使用以及双丝杠的跨距对横梁进给系统的影响。结果表明:单丝杠安装在十字滑座质心时横梁进给系统静动态性能最好;双丝杠两点支承比单丝杠一点支承抗扭转能力好,出现扭转振型时,双丝杠频率比单丝杠高18.9%;双丝杠的跨距越大,横梁进给系统抗扭转能力越好,对应频率最大提高36.3%。