成型磨齿机组合立柱动力学特性研究

立柱作为磨齿机重要的支撑部件,对最终齿轮的磨削加工精度起到了非常关键的作用。在传统整体式立柱的基础上设计组合式立柱结构以提高成型磨齿机立柱本身的安装和定位精度,通过对组合式立柱与整体式立柱的动力学分析得到两者固有频率与振型,并由谐响应分析得到两者在稳定磨削时的振动情况,通过比较分析,证明组合式立柱在结构动刚度与振动性能方面优于传统整体式立柱,为今后进一步优化成型磨齿机立柱及提高加工精度提供了理论依据。     

五轴数控刀具磨床有限元分析及结构优化北大核心

在考虑重力对机床加工精度影响的前提下,以特定构型五轴数控刀具磨床为研究对象,通过对其结构进行有限元分析,发现由于X溜板、Z溜板以及立柱设计的不合理,导致机床在竖直方向存在较大静变形,严重降低了机床加工精度。针对上述零件的不合理设计,将其分别作为优化对象,基于Topology Optimization拓扑优化、形貌优化以及尺寸优化方法,最终确定了X溜板、Z溜板以及立柱的优化结构及关键尺寸参数。优化结果表明,在保证机床静刚度不降低的前提下,整机质量减轻157.6 kg,同时优化后的机床在竖直方向最大静变形为-0.019 7 mm,相较于优化前减少11.66%。最后对优化前后机床的竖直方向定位精度及加工精度进行实验测量,结果表明,与优化前机床相比,优化后机床的竖直方向定位精度及加工精度分别提升约8.85%、5.9%。验证了所优化结构的有效性,从而使整机性能得到了一定提高。     

龙门加工中心主轴滑枕结构有限元分析技术研究

龙门加工中心主轴滑枕结构是连接刀具和机床的一个重要部件,其受切削力和受热变形将直接影响刀具的加工精度.通过建立龙门加工中心主轴滑枕结构的有限元分析模型,在计算热源发热量以及主轴滑枕结构热边界条件的基础上,利用ANSYS有限元分析软件在其工作状态下进行切削力变形分析、稳态热变形分析以及热-结构耦合分析.得到了主轴不同转速条件下主轴滑枕结构热态性能及刀盘直径方向变形规律,为该型龙门加工中心主轴滑枕结构优化设计和热变形补偿提供了理论依据.     

成型磨齿机花岗岩与铸铁立柱的动态性能对比分析

立柱作为磨齿机重要的支撑部件,极大地影响着最终的加工精度。随着人造花岗岩技术的发展,逐步开始应用到机床设备的生产制造当中。利用有限元软件对传统铸铁立柱与人造花岗岩材料立柱进行相应的动态性能对比,并对两者的动力学特性与材料本身的属性进行分析。证明了人造花岗岩材料在磨齿机的立柱加工与使用方面相对于传统立柱具有一定的可行性及优越性,为进一步优化成型磨齿机立柱及提高加工精度提供参考。     

HDB-63高速卧式加工中心立柱动静态特性有限元分析

以高速卧式加工中心柱为研究对象,建立了其基于组合体的有限元模型并分析了结构特点.立柱连接着滑架和床身,是加工中心重要的连接部件.为保证加工中心的加工精度和静动态特性,有必要对立柱的静动态特性进行有限元分析,检验立柱的设计是否合理.对立柱进行了静力分析,分析结果表明立柱的变形主要集中在上部.对立柱进行了模态分析,分析结果表明其薄弱环节为两侧支撑.静力分析和模态分析的结果为立柱的结构优化指明了方向.     

基于遗传算法精密机床立柱的多目标优化

立柱是机床的核心部件之一,其动态特性是决定超精密机床加工精度的重要因素之一。以精密光纤微V沟磨床的立柱结构作为研究对象,通过仿真实验的方法给立柱的刀具磨削点上施加谐响应力,获得立柱在0～175 Hz下的动态响应参数。综合利用中心复合实验设计、响应曲面法、多目标遗传算法对立柱结构的最大谐响应振幅、立柱的质量及一阶固有频率为目标变量进行多目标优化,获得立柱设计变量的Pareto解。结果表明：经过多目标优化设计后,立柱质量没有增加的前提下,立柱的最大响应振幅大大降低,从而提高立柱的动态刚度和机床的加工精度。     

数控立式磨床关键部件结构设计及动态特性分析

高精度立式圆台磨床的动态特性直接影响到加工精度和精度稳定性.以某立式圆台磨床为研究对象,对整机动态特性进行现场测试和分析,得到其前几阶模态的模态参数,通过对模态频率、模态振型的分析,找到影响整机性能的关键薄弱环节.对磨床关键部件卧磨头支架和立柱进行了有限元分析和计算,利用方案比较法进行改进设计,提出了具体的结构改进措施.同时,研究了筋格尺寸对动态性能的影响.所得结论为磨床进一步的结构优化设计及动态性能的改善提供了依据.     

面向加工中心动态特性的立柱分析及优化设计

针对加工中心机床VMC850B的立柱进行结构优化设计,提出了一种基于神经网络和遗传算法优化的结构设计方法。基于有限元设计方法,建立立柱的三维模型,并运用ANSYS软件对立柱进行静力学分析和模态分析,采用不同的遗传算法优化结果对立柱进行优化设计,对优化结果进行静动态特性分析。结果表明,在保证立柱刚度和稳定性的前提下,优化后立柱的一阶固有频率有不同程度的提高,有效改善了立柱的动态性能,提高了整机的稳定性,为机床的进一步优化提供了有效的理论依据。     

刮齿机立柱的模态分析与优化设计

立柱作为刮齿机承载的关键零部件,其刚度和振动特性直接影响机床的加工精度,对刮齿机立柱进行静力学分析和模态分析,得出一种优化设计方案。首先,运用ANSYS进行建模,通过静力学分析找出应变最大处;其次对立柱进行模态分析,明确前6阶振型对刮齿机整体性能的影响,保证工作时的激振频率小于固有频率,避免产生共振损坏机床;然后基于出砂孔和加强筋的分布优化立柱结构,并调整壁厚对立柱进行轻量化设计;最后,通过仿真和模态试验验证设计方案的可行性。优化后立柱的总质量减轻了250.1kg,最大应变减小了7.668μm,达到5级机床精度要求,有效提高了立柱的强度和刚度。     

龙门加工中心功能部件时序分布优化研究

为了优化龙门加工中心功能部件动作时序以提高生产效率,按照功能－运动－动作对龙门加工中心进行结构化分解,根据结构化分解和符号有向图提出了龙门加工中心功能部件动作模型。在模型分析过程中引入甘特图技术,辅助龙门加工中心换头换刀动作的设计工作。采用PMC控制结合宏程序的方法,实现新动作的立卧刀库换刀电气控制,提高了功能部件动作效率。