机床创新产品的案例(上)

作为《机床产品创新和设计》专题讲座的终结篇,分别介绍了具有创意的高精密和超精密机床、微机床和桌面工厂、复合加工机床、倒置加工机床、并联运动机床以及重型和超大型的机床。对各类机床的结构特点、技术参数、提高机床性能的关键措施和应用范围皆作了详尽的描述,最后总结了机床产品创新的共性问题。     

机床创新产品的案例(下)

作为《机床产品创新和设计》专题讲座的终结篇,分别介绍了具有创意的高精密和超精密机床、微机床和桌面工厂、复合加工机床、倒置加工机床、并联运动机床及重型和超大型的机床。对各类机床的结构特点、技术参数、提高机床性能的关键措施和应用范围皆作了详尽的描述,最后总结了机床产品创新的共性问题。     

机床主轴部件的创新 “机床产品创新与设计”专题(三)

1主轴是机床的心脏主轴在不同的速度下提供切削所需的动力,切除毛坯上多余的材料并满足加工精度的要求,是决定机床性能的关键部件。传统机床主轴的驱动方式是电动机轴线和主轴的轴线平行,电动机通过皮带、联轴节或齿轮间接地驱动主轴,如图1所示。     

重庆机床(集团)最新产品

重庆机床（集团）有限责任公司（重庆机床厂）是一家有着65年历史的著名企业，重庆机床致力专业化设计、生产齿轮成套加工设备，主要产品有滚齿机、剃齿机、倒棱倒角机、冷轧机等。其整体技术水平在国内处于领先地位并已达到世界先进水平，代表了国内齿轮加工机床的最高水平。我公司最近开发的数控新品充分体现了世界制造业的发展趋势——环保、自动化、柔性化、高速、高精度。简介如下。     

机床的工业设计——“机床产品创新与设计”专题(十一)

1概述我国机床业界普遍存在一种观点,认为机床的价值仅由其加工能力和效率决定。因此,机床制造商对其机床产品进行工业设计,往往模仿消费品制造业的作风,在机床产品机械设计工作完成后,再对设计方案进行局部修饰和外观美化。无可否认,美是工业设计的一部分,回顾工业革命时期的历史可以发现,机械产品的外观造型,曾     

机床数控系统的新趋势——“机床产品创新与设计”专题(六)

1开放的体系结构随着机床性能的提高、电子技术的迅速发展以及加工零件形状日益复杂,机床数控系统中硬件、软件和客户化应用所占的价格比例在不断变化,特别是高档数控系统的软件和客户化应用占有的比例越来越     

亚微米高精度机床——“机床产品创新与设计”专题(十三)

1高精密加工随着航空航天、汽车等工业的技术发展和环保要求的不断提高,对零件的加工精度和工艺要求也越来越高。以满足欧盟5尾气排放要求的柴油发动机为例,燃油喷射阀门需要在每一冲程内快速开闭5～8次,而阀门往复行程仅20μm,对阀门的气密性和动态特性的要求很高,从而其加工精度也必须大大提高。航空航天更有许多形状复杂的高精度零件不断挑战机床的适     

机床的节能和生态设计 “机床产品创新与设计”专题(十)

1高能效的挑战目前人们已经普遍认识到,地球的物质资源再生能力和自净能力是有限的,在生产和消费时,必须减少排放有毒、有害物质和节约使用不可再生的资源。近年来,通过对气候变化的研究进一步发现,经济活动对自然的干扰几乎是无可避免的,单靠减少污染和     

机床静态精度设计与测量 “机床产品创新与设计”专题(七)

1高端数控机床的精度观念机床的基本功能是实现刀具与工件间的准确运动关系,以获得工件的精确尺寸和形状。所以机床从出现的第一天起,就存在着精度问题。静态精度是指机床在无外载荷条件下的几何和位置精度,包括基础结     

机床产品创新及其历史回顾

我刊2009年至2010年独家刊发了张曙教授及其团队撰写的我国机床产业转型升级专题,成为行业的关注热点,得到了众多专家、企业高管及业界同仁的认可,并与今年公布的十二五规划的一些方针不谋而合,在一定程度上对行业发展起到了推波助澜的作用。此次的机床产品创新与设计专题是张曙教授带领下的又一倾心力作,编者预读部分篇章后,感觉前瞻性与实用性兼备,颇有启迪。此专题将分为机床基本构成的新概念、机床性能设计的新方法和创新的机床产品3大部分,从本期开始到2012年底连续刊出,相信会得到更广大读者的认可与支持。     

机床产品创新的概念和趋势

从机床与过程的相互作用出发,阐述了机床产品创新的概念,指出刀具材料是机床发展的推动者,新需求是机床创新的拉动者.继而从以人为中心的观点探讨了机床与人和环境的关系.最后描述了机床产品不连续创新的特征和案例,机床产品创新不是孤立的事件,其形成机制和过程呈现出与生物进化类似的路径依赖特征.     

国内外机床产品创新策略的对比研究

近年国产加工中心产业尽管在产量和销售额上取得巨大的进展.但由于过分依赖模块化设计、功能参数选择单一化所引起的产品趋同的现象导致低价竞争,严重腐蚀国产机床企业的竞争力.反观加工中心国际市场的领先企业在竞争时采取的是非时称的技术对抗战略,力求以差异化创造和保护自身的核心价值.对比显示我国机床产业有必要加强产品差异化的规划.     

直线进给驱动及其技术热点——机床产品创新与设计专题(四)

1进给驱动是机床的关键技术进给运动是机床实现加工过程的关键,通过直线和回转进给运动的串联或叠加,刀具和工件之间方可形成相对运动,加工复杂的形状表面。进给运动的配置形态、速度和精度在很大程度上体现了机床总体性能。例如,一台复合加工机床往往需要多个直线和回转进给运动,如图1所示。     

高质量、高性能机床的典范DMG机床产品的又一看点创新设计的双体式结构duo BLOCK(R)

DMG公司创新设计的双体式结构du0 BLOCK对其机床的生产发展带来了巨大的影响,这种结构设计理念完美地集成了移动立柱和龙门结构的优点,保证了机床极大的刚性、极高的精度和最佳的动态性能.从2003年开发成功后,已应用于7个产品系列中:DMC 160 U,DMU 160 FD,DMC 160 FD,DMU 100 P,DMC100U,DMU125P和DMC125U,并且这仅仅是个开始,已成为所有大于4000kg的工件铣削的优选结构.通过DMG在CIMT2005展出的机床,观众可以了解这种duoBLOCK双体式结构能给用户带来的诸多益处.     

机床优化设计(五)

常用优化方法(三) 七、优化准则法 数学规划法通常采用搜索方式寻优,准则法则是按一定的优化准则寻优,并不直接计算目标函数值。鉴于最优点一般落在约束的边界上,所以准则法着眼于设计变量与约束条件关系的分析,根据一定的优化准则判断求得的点是否为最优点。常用的优化准则是库恩-塔克(Kuhn-Tucker)条件。准则法迭代次数与设计变量基本无关,故适用于变量较多的复杂的优化问题。近年来又出现了数学规划法和准则法相结合的方法,使两者兼优并蓄。 准则法的要点是,预先规定一组优化设计必须满足的条件(准则),然后建立优化设计迭代公式。常用的…     

机床优化设计(六)

机床传动系统优化设计 一 传动系统分析数学模型 1.传动方案的模型图和矩阵表达式 为便于理解,在叙述一般理论模型的同时,始终以图3-1传动方案为例。图3-2是对应图3-1传动方案的模型图。图中G=,X表示图中点的集合,X=｛x1,x2,…,x0｝,式中a表示传动系统的轴数(包括传动轴和主轴),每一个点xi(i=1,2,…,a)表示传动系统的第i轴。本例X=｛x1,x2,x3,x4,x5,x6｝,表不图3-1中的轴Ⅰ、ⅡVI; R表示图中边的集合, R=｛r1, r2,…,rg｝,式中g表示传动组数,每一个边ri(i=1,2,…,g)表示第i个传动组。本例R=｛r1,r2,r3,r4,r5,r6｝,表示有6个传动组…     

机床优化设计(八)

主轴部件优化设计(二) 三、主轴部件优化设计实例 图4-8所示的机床主轴为三支承主轴部件系统,受集中力和力矩作用。本优化设计问题以主轴外径尺 寸D和轴上各段跨长L为设计变量。x1(i=1,2,…,r:),要求轴悬伸端点处挠度Y不超过许用值y0=0.05mm;主轴结构的第一阶自振频率f不低于给定值f0=1200 HZ;最粗轴径段长度气悬伸端长度之比为3的条件下,进行主轴重量最轻的优化设计。 上述优化设计问题的关键,一是建立数学模型(分析模型和优化模型),二是选择优化方法。分述如下。 1.建立数学模型 1)有限元分析模型 采用有限元分析模型,将主轴划分为7个梁…     

机床优化设计(一)

优化设计是现代机床设计采用的主要方法之一，它能有效地提高机床设计质量和效率。本刊为促进优化设计方法在机床设计中的应用，特连载“机床优化设计”专文的几章。先概述优化设计的基本概念，以及如何根据机床设计任务的要求建立相应的数学模型，然后分别介绍机床传动系统和支承件等优化设计。至于优化理论的各种数学方法及其算法和程序，限于本刊篇幅，仅部分选载，读者可参阅这方面的专著。     

机床优化设计(七)

主轴部件优化设计(一) 评价主轴部件主要性能的指标有以下几个。 1.主轴部件动特性。描述其动特性的参数有:切削点受迫振动的振幅幅值｛X｝,要求在允许值内;切削点的动柔度W0,0,其负实部越小,抵抗自激振动的能力越强;主轴部件固有频率,要避开频率禁区。 2.满足系统静刚度要求。 3.在满足上述动、静特性要求下,主轴部件重量最轻。 为优化主轴部件,必须首先计算主轴部件的参数,即计算系统固有频率和主振型;计算切削点的动柔度和交叉动柔度等。 计算主轴部件常用的数学模型有:集中参数模型;分布质量梁模型;有限元模型。分述如下。 一、靠中参…     

机床动力学(四)

四金属切削中的自激振动在没有周期性外力的作用下,由系统内部激发及反馈的相互作用而产生的稳定的周期性振动,称为自激振动。切削加工时的自激振动又称颤振。它不仅降低了机床的加工质量和切削效率,而且对机床和刀具的寿命带来危害,还会增加噪声,所以避免和抑制它,是设计、制造和使用机床的一个重要的课题。自激振动与自由振动相比,虽然两者都是在没有周期性外力作用下产生的振动,但自由振动在阻尼的作用下将逐渐衰减而消失,而自激振动会从振动过程中不断地吸取能量,补偿阻尼的消耗使系统作稳定的等幅振动,所以,它相当于是一种不消逝的自由振动。自激振动与受迫振动相比,都属于稳定的等幅振动。