有限元分析软件在机床床身模态分析中的应用

振动现象是机床设计中所面临的问题之一,它能造成加工误差,影响零件的加工精度.模态分析主要用于确定结构或机器部件的振动特性.建立床身的三维有限元模型,利用大型有限元分析软件ANSYS,对床身部件进行了模态分析,得出了床身前五阶固有频率和振型,了解床身部件的各阶振动模态的特点,对于我们研究床身部件的动态特性是十分必要的,有利于机床床身系统的整体设计.     

加工中心模态试验激振点与响应点的布置研究

模态试验是研究机械结构动态特性的有效手段,激励点和响应点的选择是模态试验的关键环节。以KVC800立式加工中心为研究对象,通过ANSYS有限元模态分析,获取加工中心的主要振型,以此为依据,确定激振点与响应点的布置方案,并在该方案下开展模态试验,成功获取加工中心主要部件的各阶模态。     

AVCP1200H立式加工中心试验模态分析

应用锤击法对立式加工中心进行了试验模态分析,研究该机床的动态特性,获得机床低频段的固有频率、阻尼比和振型.通过对该机床各阶模态振型的分析,找到了机床结构的薄弱环节,并为进行结构优化设计提出了改进措施.     

应用有限元分析系统计算车床主轴的动态特性

机床动态特性是影响机床性能的重要因素,是在机床设计时必须要考虑的问题,模态分析主要用于确定结构或机器部件的振动特性。建立主轴的三维有限元模型,利用大型有限元分析软件AN SY S,对主轴部件进行了模态分析,得出了主轴前五阶固有频率和振型。了解主轴部件的各阶振动模态的特点,对于我们研究主轴部件的动态特性是十分必要的,有利于机床主轴系统的整体设计及其制造。     

大型精密卧式加工中心的研制

阐述了一种大型精密卧式加工中心的研制过程,包括机床总体布局、主要技术参数、主要部件设计以及整机结构分析与设计计算。大型精密卧式加工中心的研制成功,有效地解决了目前大型零件机械加工精度低的技术难题。     

高速龙门加工中心立柱静态设计与动特性分析

立柱静动态特性对机床整机的性能有很大影响,基于有限元设计高速龙门加工中心立柱结构,为保证机床的动态特性,在ANSYS Workbench软件中建立立柱的有限元模型,并分析立柱两种工况的受力,然后对其进行静力学、模态和谐响应性能分析。仿真结果表明:两种工况下立柱的静态刚度和强度、振动特性均能满足设计指标;谐响应分析找出了立柱在激振频率作用下的共振频率。验证了立柱结构设计的合理性,并为有效避开共振频率,实现高速龙门镗铣床的高速度、高精密切削加工提供了理论依据。     

精密卧式加工中心立柱的结构优化设计

立柱是数控机床极为重要的功能部件,其动静刚度将严重影响机床加工精度。以精密卧式加工中心立柱为研究对象,利用有限元技术分析其动态特性,锁定结构薄弱环节,以此为基础,通过灵敏度法分析立柱壁厚、筋板高度以及厚度结构尺寸对立柱动态特性的影响,并研究了立柱内部筋板布局形式变化对立柱动态特性的影响,最终给出该型机床立柱结构改进建议,研究成果可在一定程度上提升机床整机动静态性能。     

基于ANSYS WorkBench的精密卧式机床动静态性能分析

精密卧式机床整机静动力学特性对其使用寿命及加工性能有重要影响。利用有限元分析软件ANSYS WorkBench对自行设计的精密卧式机床进行了整机静动力学分析。静力分析中,以实际工况为基础添加载荷和约束,得到整机应力和应变分布图,结果验证了整机设计的合理性。动态分析中,通过谐响应分析,得出相同激振力下出现振幅峰值的共振点的频率,再通过模态分析得出这几个频率处的振型,对振型分析得出刚度最薄弱处为立柱。     

龙门立式加工中心模态分析

针对立式加工中心的特点,设计开发了具有龙门结构的三轴立式加工中心,并提出其扩展为四轴加工中心和五轴加工中心的实施方案。利用有限元的方法,进行了龙门立式加工中心的模态分析,计算了各阶模态和振型。采用力锤对机床样机进行模态试验,测得各阶固有频率和振型等模态参数。采用有限元分析计算和试验测试的方法获得的机床基本振型大致相同,固有频率结果一致性良好,床身及立柱稳定,薄弱点为主轴箱与X轴滑板的连接处。     

四川普什宁江机床有限公司

展位号:G3-201CIMT 2015上,四川普什宁江机床有限公司将展出6台(套)高档数控机床及柔性自动化成套设备,展品将全面展现普什宁江精密、高效、成套、智能化的产品特色。T H M6380精密卧式加工中心是公司承担的04专项课题最新主机成果,集成了精密卧式加工中心整机设计技术、可靠性技术、热变形及其补偿技术、精密高速电主轴动静性能监控技术和精密卧式加工中     

浅析精密数控电火花成形机床的误差补偿技术

通过对机床结构形式、运动过程中基础件的变形、传动系统结构形式产生误差的分析,提出了提高数控电火花成形机床制造精度与精度保持技术的方法,同时给出了降低机床动态精度误差的几点措施。     

机床整机系统振动特性分析

将现代振动测试手段和有限元模态分析技术相结合,对新研发的立式加工中心0540d整机系统进行振动特性分析。用有限元计算方法对新研发的产品整机进行动态性能预估,掌握机床加工区域的振型及系统的固有频率。在该数控机床生产安装完成后对整机进行振动模态测试,把实验得到的模态参数与有限元计算值进行对比验证。结果的对比分析表明,有限元模型的振型与实验基本一致,计算得到的固有频率与测试频率误差在16%之内。说明该有限元模型可以真实地反映实际动态特性的,同时也可以对研发的新产品进行动态特性预估分析。     

精密机床的隔振基础

机床基础底部铺有五层不同材料的防振层的方法来提高机床基础的防振性,能很好的消振和隔离外界振源的影响。该设计主要采用了在机床四周开挖防振沟,通过对设计要素的分析和试验,证明该设计可广泛应用于轧辊磨床的机床基础的设计,提高轧辊磨床的磨削精度。     

基于有限元的激光板厚测量系统C形框架结构设计

运用结构有限元优化设计方法，对C形框架进行模态分析和优化设计。通过结构的动态分析，结合激光测厚原理，确定了影响测量精度的关键模态为第1、2、6、8阶模态。以提高各阶模态固有频率为目标函数，以避开现场共振频率为约束方程，进行结构频率优化。通过优化后框架的各阶模态的固有频率得到提高，同时避开影响测量精度的共振频率。优化后结构能够适合于现场工作环境，保证整个装置的测量精度。     

Modelling of viscoelastic damper support for reduction in low frequency residual vibration in machine tools

Residual vibrations deteriorate the accuracy and productivity of precision machine tools. Rocking vibration is excited by feed motion. Rocking vibration is the mode in which the entire machine vibrates and is the main source of residual vibrations at low frequencies. The characteristics of rocking vibration are influenced by the characteristics of the machine support structure. Thus, it is necessary to increase the damping of the machine support structure to reduce the residual vibrations caused by rocking vibration. In addition, it is important for machine tools to be stiff to reduce vibrations caused by the acceleration of feed drives. Conventional passive damper supports decrease the stiffness of a machine support structure while increasing the damping. Consequently, a passive viscoelastic damper system is developed to increase support damping without decreasing stiffness by focusing on the horizontal component of rocking vibration. However, the proposed damper damping capacity has a magnitude dependency. This makes it difficult to quantitatively determine the damper area in machine tools to reduce rocking vibrations to the required level. In this study, the developed damper is modeled using a viscoelastic four element model. Because of the nonlinearity of the model, an iterative time domain calculation method is introduced for the simulation. This method enables us to quantitatively estimate the effect of the damper on the machine tool. Based on the model proposed in this study, the proposed damper system can be applied to various machine tools to reduce the residual vibration without adjusting the damper area on the machine tool by a trial and error method.     

基于元结构的精密机床床身结构动态分析和优化

为提高某精密数控机床床身抗振性能,运用结构动态优化原理和有限元法的变量化分析方法,对精密机床床身元结构进行动态特性分析。并以元结构分析结果为依据,提出了该床身结构的2种结构优化方案。比较分析2种结构优化方案与原床身结构方案的动态性能,分析结果表明,优化方案床身的动态性能得到了明显提高。     

虚拟轴机床并联机构的自适应动态滑模运动控制

虚拟轴机床系统模型复杂难以准确建立,高速加工时存在强烈干扰且不确定,难以实际实现高性能控制,为此,提出一种新型自适应动态滑模控制方法,用于虚拟轴机床并联机构运动控制。通过构建新型动态切换函数,设计二阶动态滑模控制,以解决采用常规等效控制设计的滑模控制系统,因忽略执行机构快变动力学特性等而导致控制系统品质降低甚至不稳定的问题,同时避免滑模抖振的出现;引入自适应控制对虚拟轴机床加工时的外界干扰等不确定因素进行在线估计,以克服滑模控制性能需依赖于对未知干扰的先验估计的局限,增强虚拟轴机床克服高速加工时的强烈干扰的能力,进一步提高其控制性能。仿真和试验结果表明,采用自适应动态滑模控制方法,可使虚拟轴机床控制系统具有较好的自适应能力,较强的鲁棒性,良好的动态、稳态品质。     

加工方钻杆专用机床的铣头设计与分析

以加工方钻杆专用机床的铣头为研究对象,设计并分析其机械结构是否满足加工工件的需要。具体介绍铣头设计过程及结构布置形式,同时对其铣头结构进行有限元分析,建立铣头结构三维模型。对其模态分析后,得出了其铣头箱体的前六阶固有频率和振型,与铣头切削时的振动频率进行比较。分析结果为评定方钻杆机床的动态特性提供了依据,并且为具有与其相似结构的铣头提供了理论基础。     

基于ANSYS的拱架式贴片机整机动力学建模与模态分析

贴片机工作速度快,效率高,其动态性能对芯片的贴装精度影响大。首先建立贴片机的三维有限元模型,然后利用AN SYS对拱架式贴片机PS1000的整机进行了动力学建模与模态分析。通过对低阶模态分析发现,低阶固有频率与整机的工作频率较为接近,容易产生共振,机架和横梁容易产生平移振动,影响贴装精度,故应该适当提高贴片机的工作频率或提高机架和横梁的刚性,以避免共振区域。最后,采用LMS振动测试仪对样机进行锤击法模态测量,进行了样机的实验模态分析,验证了ANSYS模态分析的可靠性。     

精密数控机床的转角-线位移双闭环位置控制系统

研究出一种双位置闭环高精度伺服控制技术,并结合国情开发了用于高精度数控机床的新型双闭环位置控制系统。该系统可对各种类型的数控机床实现以高精度、高稳定性和优良的动态性能为特征的全闭环位置控制。应用于数十台国产数控机床上,在复杂模具零件和精密孔系零件加工方面取得良好效果。