基于ANSYS Workbench的滑座有限元分析

应用ANSYS workbench软件,对数控滑枕床身铣床重要零件滑座进行了静刚度有限元分析,并进行了优化设计,达到设计要求.     

桥式龙门铣床滑枕有限元分析及优化设计

以桥式龙门铣床滑枕为研究对象,针对其结构特点,建立了滑枕有限元分析模型,利用ANSYS Workbench对其进行静动态特性仿真分析。根据有限元分析结果,找出原滑枕结构的薄弱环节,设计了5种滑枕结构改进方案,并运用静动态性能模糊综合评价方法实现滑枕改进方案的多目标优选。对优选方案的关键尺寸进行优化,得到最终的滑枕优化结构,并对其进行验证分析。结果表明:对滑枕的结构改进和关键尺寸优化有效提高了滑枕的静动态特性,优化后的滑枕最大变形减小了63.7%,最大应力减小了81.3%,一阶固有频率增加了34.6%,同时,滑枕质量减小了5.3%,实现了滑枕的轻量化设计,为数控机床其它关键零部件的设计提供了有益参考。     

基于有限元的超重型数控落地铣镗床静力学特性分析

以TK6932超重型数控落地铣镗床为研究对象,针对其可能存在局部强度和刚度不足的问题,利用有限元方法进行计算验证。首先,根据机床结构特点建立了机床整机的有限元模型,基于该模型对机床整机进行静力分析,计算了机床在20种工作位置时自重作用下的应力和变形,进一步对滑枕静刚度进行了计算,分析了滑枕变形与工作位置间的关系。有限元分析结果表明,机床各部分应力水平较低,最大应力20MPa左右,满足强度要求,而滑枕行程在1000～2000mm范围时其挠曲变形量超过了国家机械行业标准,必须进行变形补偿。     

基于FEM的数控机床结构部件静动态设计

讨论了应用有限元方法(FEM)进行数控机床结构部件静动态设计的原理,叙述了模型简化方法及单元类型的选择。并以龙门式加工中心的滑枕为例进行分析,研究了滑枕的静动态特性,并对滑枕的结构进行改进。     

立车矩形方滑枕切削力与悬伸量关系计算

通过运用有限元分析技术对立式车床矩形方滑枕的刚度和受切削力变形进行了计算,得出了滑枕的切削力与悬伸量P-L曲线,为滑枕结构设计提供了可靠的理论依据.     

基于结构拓扑优化的龙门加工中心滑枕优化设计

对龙门加工中心滑枕的结构进行有限元分析,采用结构拓扑优化设计方法对龙门加工中心的滑枕进行优化设计,获得优化的滑枕结构。并对优化后的滑枕进行验证分析,结果表明该设计方法有效提高滑枕结构刚度,减小滑枕结构变形量,保证加工中心的工作稳定性和加工精度。     

基于正交试验法的龙门铣床滑枕多目标优选设计

为了提高龙门铣床滑枕的静、动态性能,改善机床的加工性能,建立原滑枕有限元分析模型,并利用ANSYS软件对其进行静力学和模态分析,确定了滑枕结构设计变量。以滑枕的质量、最大变形、最大等效应力和前三阶固有频率作为评价指标,采用正交试验设计方法选择设计变量参数组合,制定了16种候选方案;采用灰色关联分析法和组合赋权对正交试验仿真数据进行处理,建立综合评价优选模型,确定了最优设计变量参数组合。对滑枕优选设计结果进行验证,结果表明:滑枕的轻量化效果显著,且静、动态性能得到明显改善,为数控机床其他关键零/部件的设计提供了新思路。     

重型立车直线移动静压导轨的研究

在重型立车上,采用静压导轨滑板及滑枕(图1),能将静刚度和动刚度提高2～3倍,在垂直刀架滑枕悬臂很大时也能工作。在很多情况下,可以不用侧万架,同时保证移动和定位的高精度,消除导轨间隙,刀架换向时刀具错位减少到最小,实际上没有磨损。 在 机床制造联合企业初步研究表明,由于箱体件刚度相对较低,需要保证导轨的高承载能力,由于外部配油复杂(特别是垂直刀架滑枕的导轨),在重型立车上应用静压导轨是困难的。因此现代重型立车的结构具有下述特性。 溜板箱用焊接制成,其截面为箱形,溜板高度H(图1)增大1.6倍(与批量生产机床的H值相比),这样大大…     

TH6918滑枕变形分析及补偿方法

落地镗铣床在加工过程中,它的滑枕在主轴箱内移动,镗杆在滑枕内移动,它们从主轴箱内伸出的距离一般比较大,从而使主轴滑枕系统在加工过程中可能由于刚性不足而产生挠曲变形。刚度误差的存在,直接降低了落地镗铣床的加工精度。根据TH6918型数控落地镗铣床设计和制造的生产实践,在考虑了主轴轴承刚度的基础上,运用ANSYSWORKBENCH建立主轴滑枕系统的有限元模型,分析滑枕端部的变形量,研究滑枕挠曲变形的补偿方法,并运用数学模型和有限元相结合的方法求出滑枕伸出量与拉杆拉力之间的关系,为生产实践中的调试工作提供了理论依据。     

TK6813数控落地铣镗床滑枕挠曲变形补偿

针对落地铣镗床加工过程中滑枕变形进行分析,运用ANSYS Workbench有限元软件数值模拟滑枕端部的变形量,并设计滑枕挠曲变形补偿方案,以提高滑枕的刚度,减小滑枕变形量,从而加工出高质量的产品。     

电解加工机床滑枕部件结构拓扑优化设计

滑枕是电解加工机床中的关键承载件,对机床的加工性能有至关重要的影响。针对滑枕部件的结构特点及受载情况,采用了设置加强筋提高滑枕结构刚度的技术方案,并对受力变形情况进行了有限元仿真分析。在此基础上,基于拓扑优化方法,建立多约束优化数学模型,利用评价函数将多目标问题转化为单目标问题求解,以最小质量作为优化目标函数,最大变形量作为约束条件,开展了优化设计并进行了灵敏度分析,以此获得了合理的加强筋布局和结构尺寸,在有效提高了滑枕部件刚度和承载稳定性的同时,实现了轻量化设计。该滑枕部件已实际应用于自行研制的电解加工机床中。     

数控机床动态特性测试与分析研究

应用试验模态分析方法对某型号数控机床进行了模态试验,得到其固有频率、阻尼比、模态振型、动刚度等参数。测试结果表明,主要薄弱环节集中在滑枕、滑板、立柱处。将现代测试手段和模态分析技术相结合,在综合分析实验结果的基础上,提出在滑枕处增加镶条来提高机床动刚度的方法,并用实验验证了改进措施的有效性。     

大型龙门铣床主轴滑枕结构有限元分析

主轴滑枕是机床中一种必不可少的通用零部件,亦是影响机床工作性能的薄弱环节.运用有限元分析方法进行工作状态下滑枕静变形分析和热-结构耦合变形分析,研究大型龙门铣床主轴滑枕结构变形规律,给出了定性和定量的分析结论,为滑枕结构优化设计提供理论依据和指导.     

车铣复合加工中心滑枕结构设计及有限元优化分析

滑枕是车铣复合加工中心的重要部件,动力头就安装其上,并沿X轴方向前后伸缩起到调节X行程的作用,因此它的强度和刚度对机床起着非常重要的作用,将直接影响机床的加工精度.本文对滑枕导轨的分布形式进行了结构设计,并采用有限元分析方法对方案进行了优化设计,获得了不同结构的滑枕在相同载荷工况下的变形位移和应力分布,从而得出结构优化...     

面向正向设计的数控插齿机静刚度建模方法研究

整机末端静刚度对插齿机的静、动特性和加工精度具有重要影响。从正向设计的角度出发，在提出结构件及包含转台在内的功能部件静刚度特性表征方法的基础上，通过分析结构件/功能部件在切削力作用下的变形，获得结构件/部件实际变形矩阵，依据插齿机拓扑结构，建立插齿机静刚度解析数学模型，解决了末端静刚度指标与结构件/功能部件刚度特征间的映射关系建模问题。同时，为验证所建立解析模型的有效性，建立了插齿机有限元模型，对比分析了解析模型与有限元计算结果。所建立的解析刚度模型为开展整机静刚度正向设计提供了理论基础。     

TX-1600G镗铣加工中心镗轴滑枕结构拓扑优化设计

为降低镗轴滑枕刚度、固有频率、重量等对加工零件精度的影响,以TX-1600G镗铣加工中心镗轴滑枕为研究对象。应用结构拓扑优化SIMP法并结合折衷规划法和功效函数法,通过间接法建立镗轴滑枕有限元拓扑优化模型,以应变能和模态特征值为综合目标函数设计响应,结构体积为主要约束条件,进行拓扑优化并综合加工工艺等其它因数。在此基础上对比了几种筋板布局,发现双X形筋板综合性能最佳,选用该种筋板对滑枕进一步优化,完成了旨在提高镗轴滑枕动静态特性的多目标优化设计。并与原结构进行对比,验证了结构优化的有效性。为加工中心其他部件的拓扑优化及后续形状、尺寸优化提供了参考数据和基础。     

滑枕重力卸荷结构

针对铣镗床滑枕在主轴箱腔内移动时破坏静压油膜，从而影响滑枕直线度等问题，设计了一种滑枕重力卸荷装置。采用滑枕重力卸荷结构可对滑枕重力卸荷，采用碟簧组支撑，具有承载重量大、精度高、安装方便、经济可靠等优点。     

双横梁龙门车床改进方案

对于立式、龙门式结构车床进行改进设计,在横梁方面,由原来的单横梁改为了双横梁,加强了结构的刚度;床身上,改为带导轨的床身;在滑枕方面,将滑枕装配在双横梁上,另外在滑枕上设有导轨,而刀架与滑枕通过导轨相连接,这样就基本上不存在悬臂的现象,使得结构本身更加紧凑,且大大降低了加工的误差,具有一定的推广价值。     

立车滑枕,滑座接触刚度有限元分析

用罚有限元法首次对工程中数控立式车床的滑枕与滑座之间的接触压力、变形进行分析。计算结果与实测值取得了很好的一致性，这表明接触问题的罚有限元法适用于分析机床各零、部件之间的接触压力和接触刚度。     

滚动直线导轨副静刚度试验装置设计

通过对垂直载荷作用下滚动直线导轨副静刚度的理论分析,设计了一种基于液压加载方式的滚动直线导轨副静刚度试验测试装置,结合了直线导轨副静刚度测试方法,完成了对导轨副静刚度各项指标的检测。结果表明:该试验装置可完成对不同型号导轨副的静刚度测试,且试验数据显示试验装置加载平稳准确、结构简单、测量结果精确,能够为导轨副静刚度的进一步研究提供技术支持。