基于结合面的车铣复合加工中心有限元建模

结合面是影响机床动态特性的关键因素,在机床有限元建模过程中必须考虑结合面的影响.以某车铣复合加工中心为研究对象,基于固定结合面和移动结合面的有限元建模,建立了整机的有限元模型.对整机有限元模型进行模态分析,并对整机进行模态试验,然后将整机的模态分析的计算结果与实验结果相比较,证实了该有限元模型的准确性和该结合面建模方法的有效性.     

双主轴卧式加工中心横梁结构综合优化设计

为了在降低横梁总质量的同时保证其低阶固有频率和刚度,提出一种结合拓扑结构和尺寸优化的设计方法。使用拓扑优化方法确定横梁内部结构,并对它进行修复;根据修复后横梁的有限元分析结果,以横梁内部的厚度、孔尺寸等多个参数为设计变量,整体最大变形和1阶固有频率为约束条件,采用总质量最小为目标函数建立数学模型。利用多目标遗传算法（MOGA）进行求解,通过CCD试验设计获得初始样本点,并使用Kriging模型建立响应面。经过多次试验发现,横梁的总质量相比于优化前减少了20.3%。     

VHT系列五轴联动立式车铣复合加工中心的设计

讨论了一种新型单立柱五轴联动立式车铣复合加工中心的总体方案及结构布局,介绍了设计中采用的立柱轻量化设计、滚珠丝杠中空冷却、双边重心驱动等技术,分析了采用力矩电机驱动的双功能转台和摆头动力刀塔的结构特点。制造和使用结果表明,该加工中心的性能参数达到了项目要求和设计指标。     

基于TOPO&DXVT的立式加工中心横梁复合优化设计

文章以VDBS65高速立式加工中心的横梁为例,提出了一种机床大件的复合优化设计方法.依托ANSYS软件现有的的拓扑优化(TOPOLOGICAL OPT)模块、变分优化(DESIGNXPLORER VTOPT)模块和静力分析(STATIC ANALYSIS)模块,分别对横梁进行了结构拓扑优化、尺寸优化和力学性能验证,具有一定的通用性.通过边界条件等效转化,将三维优化问题简化为二维,得到了清晰简洁的拓扑结构.通过尺寸优化在保证刚度的前提下实现轻量化设计,减重效果明显.论文的尝试对于高速移动部件的轻量化设计具有一定的借鉴意义和参考价值.     

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.     

立式车铣复合加工中心上的新型A轴动力刀塔结构

文章介绍了A轴动力刀塔工作台和主轴的结构,重点阐述A轴动力刀塔在立式车铣复合加工中心上的应用,有一定实用价值。     

VHT系列立式车铣复合加工中心冷却润滑的防护设计

VHT系列立式车铣复合加工中心的先进性之一是防护性强。主要是机床应用了力矩电机驱动回转工作台、中空水冷滚珠丝杠、双边重心驱动的移动立柱、摆头动力刀塔等先进结构,在防护设计时大量采用了新式迷宫密封、专用引流槽、集成液压系统、防磁化斜顶式护罩等结构,保证了冷却液的循环使用、润滑油的分离回收、液压系统的防渗漏以及流畅的排屑性能。     

XH715立式铣削加工中心立柱结构的拓扑优化

应用CAD/CAE系统建立XH715立式铣削加工中心的整机模型,并进行动态分析,找出其薄弱环节,通过实验验证其正确性.采用连续体ICM拓扑优化方法,基于HyperMesh软件,以模态频率为目标,建立并求解了考虑受力状态的约束模型,得到的拓扑形状清晰,为后续的整机优化和详细设计提供了理论指导和设计原型.     

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。     

应用于立式车铣复合加工中心的高转速大扭矩碳纤维主轴滑枕装置

设计应用于立式车铣复合加工中心的带有碳纤维主轴的滑枕装置,它具有装配简单、可实现高转速大扭矩的优越性能,有效提高了机床加工质量及工作效率。     

立式铣削加工中心立柱结构拓扑优化设计

基于连续体ICM拓扑优化方法,结合CAD/CAE系统,提出以模态频率为目标的结构拓扑优化模型,运用该模型完成XH715立式铣削加工中心立柱结构拓扑优化设计,其动静态性能有较大的改善,为后续的整机优化和详细设计提供了理论指导和设计原型.     

M50型车镗铣加工中心编程及后处理技术研究

针对M50型卧式车镗铣复合加工中心X轴负向易超程、跨越B轴极限位置易出现加工安全及工件质量的问题,提出数控编程技术与后处理设置相结合的方法避免X轴负向超程问题的发生。研究新的处理跨越B轴极限位置问题的算法,基于Post Builder二次开发,创建了适合于M50型加工中心的后处理器。验证结果表明:提出的处理方法有效解决了数控编程和后处理的难题,为开发具有特殊结构的多轴数控机床后处理器提供了一种新的方法和思路。     

基于ICM拓扑优化的加工中心床身轻量化设计

为实现高速卧式加工中心床身的轻量化设计,以床身的质量最小化为目标,提出了基于ICM方法的拓扑优化模型。分别对床身进行了二维、三维拓扑轻量化设计,并对设计结果进行了可制造化处理,给出了床身优化后的仿真模型。基于有限元理论对新床身进行静动态性能分析。结果表明,在新床身具有良好的静动态性能的前提下,新床身比原床身质量减少了13%,实现了加工中心床身的轻量化设计。     

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。     

五轴联动车铣复合加工中心误差补偿技术的研究

针对五轴联动车铣复合加工中心制造、装配和运动过程产生的几何误差问题,文章以多体系统运动学理论为基础,根据车铣中心的复杂结构特点,分别建立了车铣中心的铣削模式和车削模式下的运动误差模型,并给出了精密数控指令的求解方法和进行了误差补偿仿真试验。实验结果表明:采用多体系统运动学理论建立车铣复合加工中心的几何运动误差模型是正确性;迭代法求解的精密数控指令准确、快捷;软件误差补偿投入少、效果明显。     

横梁筋板的结构仿生设计及优化

结合Workbench有限元分析软件,基于对乌龟壳的结构仿生,设计了一种拱形与纵横筋板相结合的新型横梁筋板结构。通过无筋板横梁的应力分布云图和对乌龟壳的结构仿生确定横梁筋板结构;通过拓扑优化技术去除横梁结构的冗余质量;筋板结构确定后,通过优化技术,以横梁的形变量、质量及固有频率作为性能指标,对横梁的关键尺寸进行灵敏度分析,以达到优化横梁的目的。优化后的新型筋板结构横梁与原型横梁相比在性能有了明显的提升。     

VHT800立式车铣加工中心立柱结构静动态优化及轻量化设计

研究了VHT800立式车铣加工中心立柱结构的静动态优化及轻量化设计方法,解决了企业经验设计结构存在的静、动态性能不足以及结构过于笨重的问题.首先基于机床实际典型工况下的立柱载荷及边界条件,运用拓扑优化技术建立了体积约束下的立柱结构多工况静态性能和动态性能多目标拓扑优化概念模型;然后对概念模型进行结构刚度设计及工艺设计.最终为企业提供了新的立柱结构方案,该方案的结构刚度和一阶固有频率比经验设计结构分别提高了13.6%和17.1%,同时质量减轻了9.7%,表明该设计方法能够有效提高机床立柱结构静、动态性能并实现结构轻量化设计.     

车铣复合加工中心电主轴的稳定性分析和实验研究

电主轴单元是车铣复合加工中心的核心功能部件.利用ANSYS对电主轴系统完成了自由模态以及两种考虑轴承支承的约束模态分析.并针对电主轴单元进行了现场实验,测得主轴实际模态.综合分析理论计算与实验结果表明计算的自由模态与主轴实际模态区别较大,模态分析时必需考虑轴承的支承作用,并且用两组弹簧才能很好地模拟QBC型角接触球轴承组的支承约束.设计的电主轴满足工作要求.     

基于有限元分析的机床结构优化设计

介绍了对某型号加工中心机床结构的有限元分析。详细分析了整机的前几阶模态。研究后发现由于立柱和支撑板设计的不合理,就会导致机床固有频率较低,振动增大,机床精度下降。针对加工中心机床部件的结构特点,对于立柱,筋板进行结构优选和设计参数优化,并对支撑板采用了拓扑优化和参数优化结合的方法。研究结果表明,通过有限元分析,加工中心机床结构参数得到了较好的优化,从而使整机性能得到了提高。     

卧式加工中心部件的结构分析及轻量化设计

以某型号卧式加工中心的滑鞍为研究对象,首先对其进行结构分析改进,其次分析了其内部结构参数对其结构的静态和动态性能的影响情况,为其轻量化设计提供理论依据,再者并通过对滑鞍的结构拓扑优化分析印证了分析结果。最后根据分析结果提出改进方案,成功将滑鞍质量减轻20%左右。