滚珠丝杠预紧力及其平衡油缸支撑力对双柱立车加工精度的影响研究

通过有限元分析方法,对滑枕不同伸出状态下滚珠丝杠预紧力及其平衡油缸支撑力对滑枕共同作用进行仿真,得出了滑枕伸长与加工精度误差的对应关系。并提出了通过实施反变形工艺,对滑枕进行修整从而提高机床加工精度的改进方法。总结部分提出的建议能够大大提高该结构类型机床刀架的加工精度可靠性,具有一定的实际应用价值。     

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。     

超重型落地铣镗床滑枕热-结构耦合分析与优化

针对TK6932机床滑枕工作过程中因内外热源的作用导致变形大,影响加工精度的问题,运用有限元法计算22种状态下滑枕的变形量,得出其热-结构耦合变形与滑枕行程和主轴转速之间的关系曲线,并据此提出基于热-结构耦合状态下重型机床结构优化的方法,有效减小滑枕的热-结构耦合变形,提高机床的加工精度。     

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。     

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.     

大型铣镗床主轴滑枕变形分析与改进方法

对大型数控铣镗床在加工过程中的主轴滑枕变形进行了分析,并针对变形情况设计了一种主轴自重变形补偿结构,以提高机床在加工过程中主轴滑枕在移动伸出后对零件的加工的精度,从而满足加工产品的精度和表面质量的要求.     

滑枕挠曲变形分析及补偿力拟合研究

大型数控落地镗铣床滑枕伸出时的挠曲变形是机床加工误差的重要来源。运用有限元和数值拟合的理论,分析机床在切削加工时,滑枕自重和铣削力对滑枕挠曲变形量的影响,采用拉杆补偿方式得出了在不同工作状态下补偿力与滑枕行程的关系曲线,并给出了符合实际结果的拟合经验公式。     

基于ANSYS的插床滑枕有限元模态分析

为提高插床的切削加工精度,对其重要零件滑枕的结构进行了分析.首先采用Pro/E软件建立了插床滑枕的三维模型,然后利用ANSYS软件对滑枕进行有限元模态分析,确定了滑枕的固有频率和振型,并对滑枕的结构进行了可靠性评估,指出其薄弱部位.     

基于有限元的高速龙门五轴加工中心动静态优化设计

高速龙门五轴加工中心是航空航天、模具和汽车等高科技领域的关键加工装备,机床的动静态特性是影响机床性能的重要因素,将间接或直接影响机床最后的加工性能;在高速龙门五轴加工中心的设计中,采用有限元分析技术对机床整机及桥梁、横梁、滑板、滑枕、工作台和双摆头等主要部件进行了静力学分析和模态分析,发现横梁与滑枕为影响整机动静态性能的薄弱环节,对横梁与滑枕的截面形状和筋板布局进行设计改进,从而提高了机床的动静态性能.     

龙门加工中心十字滑座结构热态性能分析与改进方法研究

龙门加工中心十字滑座是连接滑枕和横梁的一个重要部件,其受热变形将直接影响主轴的移动进给精度。在对十字滑座Y向电机板温度以及滑枕下端热变形实验测量的基础上,建立了基于ANSYS有限元软件系统的十字滑座热态性能分析和热力耦合分析模型并进行了计算分析,得到了十字滑座及滑枕的稳态热变形状况,分析了十字滑座在单侧热源作用下对滑枕变形的影响。根据分析结果提出了电机板结构优化改进方案,实验结果表明提出的改进方案使机床的热态性能有明显的改善。     

一种基于ISO-SCUM的误差预防方法研究

机床中滑枕部件及其附属件的自重、镗削力,加之滑枕尺寸及其它结构特征的作用使滑枕的挠度误差超差较为严重。针对该问题,从误差预防效果、实际应用的难易程度、附加工作量、附加成本的角度,对数种误差预防方法进行讨论后,确定了等应力裁剪图(ISO-SCUM)的多因素误差预防方法;进一步综合结构整改措施及装配要求等因素,制定了数种方案择优而用,从而较好地实现了滑枕挠度误差的预防。基于ISO-SCUM的多因素误差预防方法因效果好、易实现、低成本等特点,为同类机床滑枕挠度问题的预防提供了有效的途径。     

车铣床方滑枕淬火工艺的研究

正龙门移动式封头车铣床CXK5463×50/150是我集团近年来自主研发、代表国际和国内同类机床先进水平的前沿产品。方滑枕是该机床的关键零部件之一,其质量的好坏和精度的高低直接影响到整台机床的质量,所以,方滑枕的工艺作为该机床工艺攻关的重点。其中方滑枕的淬火是整个工艺中较为重要,且易出现质量问题的关键一步,其简要结构如图1所示。方滑枕的材料为ZG310-570,每台两件,该件净重为     

滑枕热变形精度补偿技术的研究与应用

分析了滑枕热变形的起因,介绍了控制和减小热变形的方法,然后通过设计热变形测量装置,采用实验研究和实践相结合的方法,用霍尔式位移传感器测量落地铣镗床滑枕热变形伸长量,通过西门子840D数控系统SIMATIC功能对机床滑枕热位移进行了补偿,减小了滑枕热变形误差,提高了机床的工作精度。     

数控机床关键结构件的优化设计

结构优化能综合处理并最大限度满足从不同角度提出的要求,实现减轻结构重量、保证结构刚度、降低应力水平、提高产品可靠性等多方面目标。针对一类高速数控龙门铣床关键结构件,为减小切削力下机床的变形,采用拓扑优化技术对机床主轴滑枕零件从轮廓形外形到加强筋的位置、厚度进行多层次优化。分析表明,拓扑优化后结构与原始结构相比,重量增加了3.6%,但变形减小了30%,固有频率提高了29%,通过优化既提高了机床的精度,也提高了机床的动态性能,优化效果非常明显。新产品开发中采用优化计算不但可以改变材料的分布,使好钢用在刀刃上,而且对创新设计思路起到极大的推动作用。     

镗铣床主轴箱重心补偿系统的设计与分析

对大型数控镗铣床主轴箱在工作过程中受滑枕前端悬挂附件或伸出等因素产生主轴箱重心偏移进行了分析,并针对造成理论与实际重心值产生偏差的情况设计了补偿结构.以提高机床在加工过程中滑枕移动伸出后对零件的加工的精度,来满足加工产品的精度要求.     

基有限元的重型落地铣镗床滑枕的结构分析

针对TK6920系列重型落地铣镗床滑枕部件进行静态分析,应用INVENTOR三维造型软件和有限元分析软件ANSYS建立滑枕结构有限元模型,分析滑枕在内部筋板厚度不同、伸出主轴箱长度不同、有无附件等不同状况下的滑枕前端变形情况,为同类型机床滑枕设计提供更多理论依据.     

超重型数控落地铣镗床滑枕挠曲变形补偿研究

针对超重型数控落地铣镗床大行程滑枕的变形补偿难题,提出了一种理论分析、数值计算与实验研究相结合的方法,利用有限元分析方法找出滑枕挠曲变形分布规律和变形与滑枕行程间的关系,通过理论分析确定拉杆补偿力的初算值,结合有限元分析方法得到了补偿力与滑枕行程关系曲线。理论与实验结果对比表明,该方法较准确地预测了超重型数控落地铣镗床滑枕挠曲变形分布情况,满足了机床滑枕挠曲变形的补偿要求。     

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。     

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。     

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。