数控铣床主轴系统动态特性研究

针对数控铣床主轴系统是在变化复杂的、非简谐力的激励下振动,而与该振动特性密切相关的主轴滚动轴承的刚度又不是一个定值,而是载荷的函数的特点,以某数控铣床主轴系统为研究对象,基于瞬态响应特性分析理论及轴承动刚度理论,借助于有限元分析软件ANSYS建立主轴系统的有限元模型,进行模态分析。利用数据表进行加载,并就铣削特定工况下进行瞬态响应分析。得出主轴系统的较低阶固有频率、振型、最大综合变形以及主轴系统的模态不是常量,主轴系统的设计计算应以滚动轴承的动刚度和主轴系统的动模态为依据的结论。     

车床主轴系统动态特性测量方法综述

文章阐述了三种测量车床主轴系统动态特性的方法，总结了三种方法的优缺点，重点介绍了传统振动实验在测量车床主轴系统动态特性中的应用。     

基于结合部的HSK主轴-刀柄系统动态特性分析

建立了HSK主轴-刀柄结合部的有限元模型(FEM),利用弹性理论和黏性阻尼理论辨识结合部内各位置的刚度和阻尼参数。提出将HSK主轴-刀柄系统分为HSK主轴、主轴-刀柄结合部和刀柄三部分:HSK主轴与刀柄简化为多段Timoshenko梁,并使用响应耦合法来计算其频响函数;主轴-刀柄结合部简化为多点弹簧-阻尼模型,采用多点响应耦合法来计算其频响函数;将各个部件的频响函数进行刚性耦合,进而获得基于结合部的HSK主轴-刀柄系统频响函数。分别假定HSK主轴-刀柄结合部为刚性连接、5点弹性连接和7点弹性连接,计算其频响函数,并与实验结果相比较得到相应的结论。     

基于ANSYS的Y7125磨齿机主轴系统动态特性研究

借助有限元分析软件ANSYS, 对Y7125磨齿机主轴系统进行了动力学分析(包括模态分析和谐响应分析),研究了机床主轴部件的动态特性,获得了机床主轴组件的动态参数 ,为机床主轴组件设计和结构改进提供了重要依据.     

基于遗传算法的机床主轴动态特性优化设计

机床主轴的设计除了要考虑其强度和刚度外,尚须考虑其动态特性。机床主轴的动态特性设计可归结为特征值反问题的求解。本文研究了基于人工神经网络和遗传算法的机床主轴动态特性结构优化设计的求解方法,利用人工神经网络实现机床主轴动态特性的近似分析,借助遗传算法实现给定固有频率下的最小重量设计。计算结果表明了该方法的有效性。     

基于BP神经网络的磨床主轴系统动态优化方法研究

提出了采用多水平正交表选取ＢＰ神经网络训练样本的方法,在保证足够建模精度的条件下,采用此法大大减少了神经网络的建工作量,因而有很大的实用价值。基于此法建立了磨床主轴系统的ＢＰ神经网络模型并进行了结构修正与优化计算,利用ＢＰ神经网络模型进行大型复杂结构的分析优化具有简便、高效的优点。     

高速微孔钻床主轴系统的动态特性分析

依据转子动力学理论,利用Timoshenko粱轴理论,建立了包含旋转惯性力、陀螺力矩、离心力、弯曲变形、扭转变形、钻削轴向力和钻头的三种边界条件在内的高速微孔钻床主轴系统动力学模型。在利用实验和现有文献对所建立的模型进行了检验的基础上,对高速微孔钻床主轴系统的临界转速、临界轴向压力进行了分析。结果表明高速微孔钻床主轴系统的临界转速随钻削轴向压力的增大而减小,并且钻削过程中比刚入钻时能承受更高的转速,更大的轴向力;临界轴向压力随高速微孔钻床主轴系统转速的升高而降低,即随着钻削转速的提高,应适当减小钻削轴向力。     

结合部对HSK主轴系统动态特性的影响

根据HSK主轴系统的工作原理,在ANSYS软件中建立了HSK主轴系统的动力学模型。其中,各结合部都简化为均布弹簧单元,各部件简化为多段梁,并使用Timoshenko梁理论和有限元理论系统分析结合部对HSK主轴系统动态特性的影响。模态实验和有限元分析结果对比证实了Timoshenko梁理论分析HSK主轴系统动力学模型动态特性的可行性和有效性。提出结合部对主轴系统各阶模态影响的研究思路,并利用ANSYS有限元软件中的谐响应分析模块,分别研究了轴承-主轴、主轴-刀柄和刀柄-刀具各结合部对HSK主轴-热装刀柄-刀具系统刀尖点频响函数的影响,提出了相应的抗振措施。     

面向动力学特性监测的主轴系统数字孪生体

铣削过程中主轴系统动力学特性随主轴转速和边界条件的改变而发生重构,传统的锤击模态分析驱动方法难以真实反映物理现实。针对该问题,构建了面向动力学特性监测的主轴系统数字孪生体五维模型,探讨了建模方法和运行机制,论述了主轴系统数字孪生体驱动的主轴系统动力学特性监测服务,并将其应用于铣削加工中心主轴系统动力学特性动态监测。实验结果表明,该模型利用主轴系统物理实体与虚拟实体的交互融合,通过监测服务准确获取铣削过程中主轴系统动力学特性,使主轴系统设计改进、运行优化、故障诊断、精准维护成为可能。     

高速精密车削中心主轴系统动态特性的研究

高速精密车削中心主轴系统的动态特性对高速精密加工的系统稳定性和加工精度会产生重要影响.应用试验方法研究了高速精密车削中心主轴系统在安装工件后动态特性的变化规律.研究表明在安装了不同的工件后主轴系统的固有频率随着工件悬臂长度而呈下降趋势,但在局部长度下当阻尼的增加超过刚度减少,则系统的动柔度反而下降;主轴夹紧力越大,其整体系统固有频率越高,而阻尼则呈下降的趋势;不同的工件材料在大悬臂长度时动态特性相差较大,但在小悬臂长度时的动态特性相差较小.     

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。     

基于ADAMS的柔性磁悬浮主轴的动态特性分析

将ANSYS和ADAMS两种软件结合起来对柔性磁悬浮主轴进行仿真分析，阐述了动态特性分析的基本过程。     

基于主轴电流的铣削力间接监测方法

实时准确地监测铣削状态对于提高加工质量与加工效率具有重要意义,切削力作为重要的加工状态监测对象,因其监测设备昂贵且安装不便而受到限制,为此提出一种考虑刀具磨损的基于主轴电流的铣削力监测方法.首先基于切削微元理论建立了考虑后刀面磨损的铣削力模型,并通过铣削实验进行铣削力模型系数标定;然后对主轴电流与铣削力的关系进行理论建...     

基于传递矩阵法的机床主轴动态特性分析

机床主轴系统的振动是限制机床加工品质和生产率进一步提高的一个主要因素.根据机床主轴系统的组成情况,利用传递矩阵法对其进行分段建模,将主轴系统简化为梁单元、刚体单元和弹簧单元的组合,并建立了系统传递矩阵,求解出主轴的固有频率和相应振型,为其动态性能的进一步优化提供了依据.     

主轴部件静动态特性分析

随着加工中心产品不断向高精度、高刚度、高速度方向发展,对加工中心主轴部件的动态特性要求也越来越高,因此对加工中心产品主轴部件静、动态特性分析及其结构参数优化研究也显得越来越重要。１　主轴部件结构简介及梁单元模型建立　　图１是本课题研究的卧式加工中心主轴部件的结构简图。其中,主轴是一个多阶梯空心圆柱体,在主轴上面安装轴承组件、传动齿轮、轴承隔套、锁紧螺母等零件。轴承组件型号为ＳＫＦ７１３２ＡＣＤＰ４ＤＢＡ角接触向心推力球轴承。主轴部件前端部受切削力,后端受传动齿轮作用力。其端部安装各种刀具由拉刀…     

精密数控机床主轴系统热动态特性分析与研究

解决了因主轴热变形引起的数控机床加工精度下降的问题,建立了精密数控机床主轴径向和轴向动态热变形的计算机精细数值计算模型和主轴热误差动态预报理论模型,以期揭示温度变化对精密数控机床加工精度的影响机理,为精密数控机床综合误差补偿提供理论依据和技术支撑。本文采用理论分析、数值计算和试验研究相结合的方法,利用有限元方法的数值特点和实际工况实时测量数据的可靠性,为数控机床主轴系统热态特性研究提供理论与实际的依据。     

铣削工况下考虑结合面的主轴系统动态特性

机床主轴系统动态特性直接影响铣削稳定和表面加工质量,而铣削状态下主轴系统动态特性与静止或空转状态下存在差异。针对此问题,建立了铣削工况下主轴系统和结合面动力学耦合模型,获得铣削工况下主轴系统动态特性,并通过铣削过程中机床主轴系统动态特性实验测试进行验证,将静止状态与铣削工况进行对比,预测结果误差平均降低了11.35%。实验结果表明,径向铣削载荷和转速削弱了结合面的刚度特征和系统动态特性,而轴向铣削载荷增强了结合面的刚度特征和系统动态特性,影响最为明显的是主轴转速,其次为径向铣削载荷,然后为轴向铣削载荷。研究结果为铣削状态下主轴系统动态特性和铣削稳定性预测提供了理论支持。     

工件主轴系统动态优化设计

以某滚齿机的工件主轴系统为研究对象,利用三维建模和有限元分析等相关软件,通过对前端轴承刚度、假轴轴向位置和工件主轴内径三个单因素参数的仿真,总结出工件主轴系统的端部静刚度、系统动刚度及系统一阶固有频率的变化规律。仿真结果表明存在单因素最佳值,并且假轴轴向位置对系统动刚度影响比较大,可以认为是较敏感因素,其余两个因素的影响较小,在以后的设计中可以不必过多考虑。     

高速外圆磨床砂轮主轴系统动态特性研究

基于有限元素法,对高速外圆磨床砂轮主轴系统进行了动态特性分析。研究了不同主轴支撑刚度、轴承间距和陀螺效应对主轴组件系统动态特性的影响及其变化规律,为高速外圆磨床砂轮主轴系统结构的优化设计提供了理论依据和指导。     

立式机床主轴动态特性分析

主轴系统是机床产生振动的关键部件,分析主轴的动态特性可以了解机床的抗振能力和变形方式。分析中将主轴与支撑轴承简化成一个弹性系统,同时将主轴旋转产生的离心力当作结构的预应力,该方法为主轴类零件的动态分析提供了新的思路。