机床轻量化设计结构与性能研究——卧式车床支承件结构特征与静态特性分析

针对机床轻量化设计的关键问题——结构与性能关系进行了研究。以卧式车床支承件为研究对象,对其支承件结合面形式、几何结构类型及结构特征进行了分析;并基于对切削加工工况、载荷和约束特点的分析,应用有限元方法对各支承件的静态特性进行了研究;总结了支承件几何结构类型与支承件静态特性的相应关系。通过研究支承件的结构与静态特性,得出卧式车床中梁、板和箱体三类支承件的变形主要为整体的弯曲、倾覆和扭转以及导轨的局部弯曲和扭转变形。研究结果为卧式车床支承件的结构设计和优化提供了一定的参考依据。     

斜床身卧式车床床身结构轻量化设计研究

文章根据多年来国内外科研工作者在结构设计上的研究成果,对机床支承件结构设计基本流程进行归纳和总结。并以DL32M斜床身式车床床身为研究对象,分别对床身的结构构型与特征尺寸进行优化设计,研究了斜床身卧式车床的床身结构轻量化设计方法,并形成了较为系统的斜床身卧式车床的床身结构轻量化设计方法,该方法对机床支承件结构优化设计具有参考价值和指导意义。     

机床主轴系统的振动特性分析

以某普通车床主轴系统为研究对象,采用有限元分析软件ANSYS建立主轴系统的有限元模型,并进行动态性能分析,得出特定工况及不同结构参数下主轴系统的前8阶固有频率、振型及最大综合变形;分析了支承刚度、支承跨距等结构参数对主轴系统低阶固有振动特性的影响以及对其抗振性能的影响.为机床主轴系统及同类零部件的动态设计及残余应力振动时效工艺提供了有益的分析数据和可行的分析方法.     

大型厚壁深槽环件卧式复合轧制新方法理论与模拟(一)

由于大型厚壁深槽环件特殊的几何特征,需要采用自由锻与切削的工艺,导致能源材料消耗高、效率低、产品性能差。该文提出一种用于成形大型厚壁深槽环件的卧式复合轧制新方法,基于环件卧式复合轧制成形原理,提出了主要成形参数的设计方法;利用ABAQUS有限元软件进行三维热力耦合有限元建模与模拟分析,验证了环件卧式复合轧制技术可行性,揭示了轧制过程中环件几何尺寸、应变、温度以及力能参数分布演变规律。研究成果为深入研究大型厚壁深槽环件卧式复合轧制成形机理和工艺设计方法奠定了重要基础。     

中厚船舶钢板激光弯曲成形几何效应的数值模拟

建立板材激光弯曲的三维非线性准静态弹塑性热力耦合有限元模型。使用有限元软件 MSC Marc对中厚船舶钢板的激光弯曲成形过程进行数值模拟。计算了船舶钢板激光弯曲成形过程的温度场和变形场, 并进行相应的实验验证。模拟结果与实验结果吻合较好。用建立的模型对中厚船舶钢板的激光弯曲成形过程中钢板的几何效应进行数值模拟, 讨论了一定工艺条件下钢板几何参数与弯曲角度之间的关系, 为在将来实际生产中制定和优化钢板激光弯曲成形的工艺参数提供理论依据。     

轻型车门铰链固定页板弯曲成形工艺研究

针对一汽轻型车门铰链主本支承件－固定页板进行了弯曲成形工艺研究。介绍了该类复杂弯曲件弯曲成形工艺方案参数的计算与选取，以及双斜楔弯曲模具结构与设计。     

转向节专用数控车床的设计

文章以转向节专用数控车床为研究对象,对异形件汽车转向节杆部及大端面的加工工艺进行了探讨,分析了普通卧式车床和简易卧式数控车床加工转向节杆部及法兰端面工艺方法不足,提出了采用专用立式数控车加工转向节杆部和大端面的工艺方案。给出了转向节专用立式数控车床总体结构、机床的工作循环及机床主要技术参数;并对转向节专用立式数控车床关键部件主轴箱、进给系统及转向节工装夹具等进行了设计。该机床使用结果表明,有效保证了转向节杆部和大端面与两顶尖孔的位置精度,同时有效降低装卸工件的劳动强度。     

机床刀具热变形有限元分析与计算

以超重型数控卧式镗车床切削过程中刀具的热变形为研究对象,在论述金属切削过程刀具热变形有限元计算分析过程的基础上,对切削过程中刀具的受力、受热进行分析计算,并借助有限元分析软件Ansys对刀具进行有限元建模和加载计算,以模拟实际切削过程中刀具的热变形.该研究在一定程度上实现了对刀具热变形的定量计算,为进一步研究其对加工精度的影响、采用误差补偿方法提高加工精度提供了参考.     

组合机床主轴箱传动系统设计中转轴(主轴、传动轴)变形的通用算法

本文介绍了组合机床主轴箱设计中,上轴传动轴的变形(弯曲扭转)的计算机算法。程序使用扩展BASIC语言,在袖珍可编程PC—1500计算机上实现。弯曲变形程度的计算采用变形叠加原理。计算结果打印输出:安装齿轮处的挠度;挠度变化的相位角,转角;左、右轴承支承处的转角;扭转角等。图7幅,表7个,参考文献3则。     

重熔铝锭连续铸造机支承件的有限元分析

重熔铝锭连续铸造机支承件(机架)是铸造机的重要构件之一,是铸模、传动链以及其它部件的主要承载体,支承件在铸造机工作过程中如果产生较大变形和振动将直接影响铸造机的性能。本文运用有限元分析软件ANSYS对支承件进行模态分析,为正确设计支承件的结构、尺寸及合理布局提供依据。     

数控机床主轴静动态特性分析与优化设计

针对采用传统方法设计的主轴存在刚度不足、动态响应差的问题,以专用数控机床主轴为研究对象,基于CREO对其进行三维建模,同时进行静态分析与模态分析,得到主轴的变形量、应力、固有频率、临界转速和振型等静动态特性。以主轴质量最轻为优化目标,对主轴的孔径、外径、支承跨距及前端悬伸量进行优化设计,并对优化前后主轴的性能进行比较。结果表明:主轴结构优化后,其质量得到减轻,质量惯性矩得到降低,主轴动态响应特性有显著提高。     

数控重型卧式车床的模块化设计研究

基于模块化的设计理念,针对数控重型卧式车床模块化设计需求,结合企业生产实际,阐述数控重型卧式车床模块化设计的基本思路、模块划分原则;分析数控重型卧式车床功能与模块的关系,并提出数控重型卧式车床的模块划分方案和设计方法。模块化设计的实现可以保证机床产品的结构设计和生产具有很大的灵活性和应变性,是解决机床产品定制化生产和批量化生产矛盾的有效途径。     

BXG型矫直机支承件刚度的有限元设计计算

对BXG型矫直机支承件进行了受力分析和结构设计，采用ANSYS软件对箱体型支承件的变形位移进行了有限元分析，为滚筒式矫直机支承件的刚度设计提供了一种很好的数值计算方法。     

基于流固耦合的气体静压导轨侧向静态特性分析

气体静压导轨的结构变形会造成气膜的压力分布与理论模型存在明显偏差，从而影响了其静态特性。研究建立了气体静压导轨的流固耦合模型，分析了导轨两侧气膜压力分布与结构变形的关系；此外，通过双向流固耦合仿真，得到了在不同位置外力作用下气体静压导轨的承载能力和位移的关系，以及导轨变形情况和位移的关系，分析了不同位移下导轨变形与承载力的关系。最终通过实验对流固耦合仿真数据进行了验证，得出流固耦合仿真数据与实验结果较为吻合，在不同位置的外力作用下的气体静压导轨的静态特性相差较大。     

等通道弯角挤压过程有限元分析与挤压模具优化设计

等通道角挤压(ECAP)工艺可以积累足够的变形量来制备大块超细晶材料.通过对模具转角和模具中心角半径对挤压过程影响的有限元分析,得出了等通道弯曲角挤压过程的变形机理,得到了优化的模具几何尺寸和工艺参数,为等径弯曲角挤压模具设计提供了可靠的理论数据参考.为实现常温下块体金属材料的反复挤出,在不改变挤压件横截面几何形状的基...     

基于有限元的高速数控车床床身结构分析与优化

床身是车床的重要基础件,它的静、动态特性直接影响车床的加工精度与作业稳定性。以ADI高速数控车床床身为研究对象,建立床身的三维实体模型与有限元模型,借助ANSYS有限元分析软件对其进行静力分析和模态分析。以降低数控车床床身变形量和提高低阶固有频率为目标,根据分析结果对车床床身原设计进行改进,通过有限元分析对比,提出在床身内部与上导轨区域增加筋板和床身底部薄弱部分填厚的结构优化方法。经仿真分析优化后的床身动、静刚度明显增强,低阶固有频率明显提高。     

TOM-SP3208B大型数控龙门铣床横梁的设计分析与制造

横梁是龙门式镗铣床的主要支承件.文章对横梁的截面形状、导轨的分布形式以及筋板结构布置进行了设计研究,并采用有限元分析方法,获得了横梁在最恶劣工况下的变形位移和应力分布.加工制造时,通过变形补偿的加工工艺,保证了横梁的几何精度.     

基于预变形的静态抗凹性模拟分析

本文用ABAQUS准静态算法对基于胀形预变形试件的静态抗凹性进行了模拟 ,分析了预变形量及板材类型对静态抗凹性能的影响 ,为用数值模拟方法预测和评定覆盖件的抗凹性能积累了可用的经验     

U形件弯曲影响回弹因素模拟分析

板材在弯曲过程中存在的最突出的问题是弯曲回弹难以精确控制.弯曲卸载后产生的回弹,使弯曲件的形状和尺寸与模具工作部分的形状和尺寸不符.弯曲件的最后形状与整个变形过程有关,模具几何参数、材料性能参数等都会对回弹产生很大影响.在板材弯曲成形智能化控制系统中,准确确定实时识别和预测模型的输入、输出参数是弯曲智能化控制的成功与否以及回弹控制精度高低的关键.本文采用Ls-dyna软件,对U形件弯曲影响回弹的因素进行了分析,得出了影响回弹规律的主要因素.为U形件弯曲智能化控制神经网络参数识别及预测模型输入、输出参数的选择提供依据.     

圆筒形件的拉深变形与应力分析

针对筒形件拉深过程中凸、凹模圆角处包角α对凸缘区应力的影响,运用等面积法建立了包角α与坯料瞬时外缘半径和拉深高度的几何关系;采用主应力法并结合全量理论推导出等效应变,并对凸缘变形区的径向应力进行了修正;综合考虑压边引起的摩擦应力和凹模圆角区双曲度弯曲引起的弯曲附加应力,建立了拉深全过程拉深力与瞬时外缘半径的关系式。基于拉深工艺试验,对比分析了理论与试验的拉深力与凸模行程的关系曲线,结果表明:新计算方法的理论最大拉深力与实际最大拉深力相对偏差小于7%,且拉深全过程的理论力-行程曲线与试验力-行程曲线基本一致。