立式加工中心整机热特性有限元分析

以高速CX系列立式车铣复合加工中心CX110100为研究对象,在SolidWorks中建立其三维实体模型,虚拟装配并进行简化处理,然后导入ANSYS Workbench中建立其接近于实际工况的三维有限元模型并设置接触面。分析计算整机各热源,确定热边界条件,而后加载至有限元模型进行整机热特性分析,并在求出的稳态温度场基础上进行热—结构耦合分析,计算出加工中心各部件在正常工作条件下的热变形,找出热变形规律,为进一步进行实验数据采集和热变形补偿提供理论依据。     

高速车铣复合加工中心横梁的热态特性分析

主要以CX8075型车铣复合加工中心的横梁为研究对象,采用SolidWorks进行了三维建模,利用工程有限元分析软件ANSYS对其热稳态特性进行分析.分析结果表明,当加工中心摆动铣头处于60m/min高速进给的情况下,横梁整体的温度较低,而只有在其与床鞍之间的滑动导轨副周围的温度较高,最高温度约为61℃;热变形最大处位于最上面的导轨副上,向下逐渐减小,且位于同一水平面上的各点的热变形不相等,需要在横梁的关键部位(即热变形最大处)安装相应的温度检测装置,以减少热变形对加工中心加工精度的影响,为数控机床的热误差补偿提供了依据.     

基于ANSYS的主轴热变形建模与分析

以CX8075立式车铣复合加工中心主轴为研究对象,确立了热边界条件,计算了主轴的发热量,建立了主轴的三维数字化模型,利用有限元法研究了稳态温度场分布,得出了主轴的热变形,分析了主轴的热变形原因,奠定了主轴热变形加工误差补偿的理论基础.     

基于FEA的高速龙门加工中心横梁部件的热态特性分析与优化

针对高速龙门五轴加工中心横梁部件的热力学性能分析,考虑到相关热源部件的生热速率与结合面参数对热态特性的影响,利用有限元分析(FEA)方法中的热力学性能分析和热力学结构耦合模块,建立了横梁部件的热力学耦合模型。分析了影响横梁部件热变形的主要构件和相应的温度场分布,进行了结构优化。实验测试数据的结果分析验证了所建立的耦合模型的有效性。通过热补偿试验,证明了横梁部件热结构优化的正确性。     

高速卧式加工中心热态特性分析与实验验证

针对高速卧式加工中心热变形分析的需要,分析了高速卧式加工中心整机热源类型及分布,并进行了相应的热生成计算,分析了机床传热机制,在此基础上在ANSYS环境中构建了面向机床热态分析的有限元模型。进行了机床温度场与热变形实验测试,结果表明所建立的有限元反映了机床实际热态特性,对加工中心结构设计与热误差补偿有一定指导意义。     

高速高精度数控车床主轴系统的热特性分析

基于高速高精度数控车床主轴回转系统热特性设计要求，建立了高速主轴系统的温度场模型，并通过试验验证了模型的正确性。然后以该模型为基础计算分析了主轴部件的温度场分布和主轴热变形，从而为主轴部件的热设计奠定了基础。     

基于ANSYS的铣削电主轴静动态性能分析

以安阳鑫盛机床股份有限公司生产的CX110100立式车铣复合加工中心铣削电主轴为对象,研究了建立铣削电主轴部件有限元模型的方法,以及采用弹簧阻尼单元模拟主轴轴承支撑的方法。并在ANSYS分析软件中对主轴部件进行了静力学分析、模态分析以及谐响应分析等。为主轴优化设计和再制造设计打下了基础。     

异型石材多功能数控加工中心开发与分析

随着建筑装饰业和石材加工业的发展,各种石材异型及工艺制品的需求日益增大。石材异型制品加工装备向着高速高效化、智能化、单机功能复合化的方向发展。完成了异型石材多功能复合加工中心方案设计,首次实现了石材车削加工功能部件和石材雕铣加工功能部件在同一个垂直滑鞍下的复合。进行了异型石材加工中心运动功能分析。通过横梁、床身等主要支撑部件特性分析,优化了结构设计。应用COSMOSMotion对加工中心进行了运动仿真研究,使用运动轨迹跟踪方法,对主轴刀具头的输出位移、速度和加速度进行了数据跟踪,验证了其数学模型的正确性。研究表明,所设计加工中心能够满足设计及功能要求。     

基于拓扑优化的高速精密数控车床床鞍设计

为满足现代数控机床的高精度、高效率、高速度要求,提高机床基础部件的静、动态性能及轻量化设计,基于有限元拓扑优化方法,以ADGM高速精密数控机床关键部件床鞍为对象,对其结构进行了优化设计。首先基于变密度法建立以床鞍质量为目标函数,静刚度和固有频率为约束的拓扑优化数学模型,然后依据拓扑优化结果获得床鞍最佳结构布局;最后在床鞍最佳布局基础上,按照真实设计需求形成工程设计方案,并完成床鞍的整体设计。结果表明,与原有设计方案相比,新设计方案在床鞍质量减少13%的情况下,最大位移降低幅度超过6%,床鞍一阶固有频率提高8%,床鞍二阶固有频率提高7%,床鞍三阶固有频率提高6.7%。验证了上述方法的有效性,为机床基础部件设计提供了理论依据。     

加工过程热动态建模与数学模型分析

以某生产厂家的一种车削加工中心为研究对象 ,通过对机床加工过程中热误差模态 (或称热动态模型 )的分析 ,以一种非常简便的热变形计算方法 ,即结构部件整体分元法 ,给出了该机床的热误差数学模型 ,并提出了热误差链具有封闭特性这一概念。实验证明 ,该方法正确且简便实用     

车铣加工中心关键零部件动态性能研究

机床的动态性能直接关系到机床的加工性能,为了提高机床的加工精度及效率,必须要求机床整机具备优异的动态特性。基于ANSYS Workbench有限元分析软件,研究了CX110100立式车铣复合加工中心关键零部件的动态性能,运用Solid187单元进行网格划分,根据机床的工作实际加载边界条件,实现了加工中心主要零部件的模态分析和谐响应分析,保证了加工中心的设计要求,把有限元分析软件应用于车铣复合加工中心的设计中,对提高加工中心的设计质量具有重要意义。     

基于有限元的机床滑鞍结构的动特性分析

滑鞍是数控加工中心关键零部件之一,其结构性能对数控机床的加工精度起重要影响作用.为了深入掌握该机型滑鞍的静动态性能,利用有限元计算手段,借助计算机及ANSYS软件的使用,对该滑鞍结构进行了模态分析及谐响应分析.结果表明:滑鞍的静位移变形量,动态性能都能满足精密机的要求.通过谐响应分析,得到了在简谐载荷作用下的振动响应,在激振力频率为330Hz和900Hz时容易产生共振.并得到了一些重要结论.验证了滑鞍的抗振性能,为滑鞍结构设计提供了必要的理论依据.     

XH769A-1卧式加工中心加工床鞍孔的工艺分析

随着NC40B系列数控车床产量的扩大,对其床鞍零件的加工工艺进行了改进,采用XH769A-1卧式加工中心加工,并在卡具与程序方面进行了改进,保证了零件的精度,提高了生产效率,降低了生产成本。     

基于ANSYS Workbench的CX8075加工中心关键零部件动态性能研究

基于ANSYS Workbench有限元分析软件,研究了CX8075立式车铣复合加工中心关键零部件的动态性能,并对机床底座进行了优化设计,提高了零件的固有频率,保证了加工中心的设计要求。在机床设计初期运用有限元理论,建立机床结构的有限元模型,在对其进行有限元分析的基础上,通过对机床结构的改进使设计出的机床零件及整机具有较高的静刚度和动态特性,这些新技术的研究和应用,对新机床工作性能的改善、加工精度的提高、开发周期的缩短和开发成本的降低等具有十分重要的现实意义。     

主轴单元参数化建模、分析与优化设计

为实现主轴单元静动态特性的快捷分析,本文提出了主轴单元有限元建模基本参数的概念,建立了主轴单元通用有限元简化模型。以某厂新型五面体加工中心主轴单元为研究对象,利用简化模型得到了主轴单元的静刚度和前十阶模态。与简化前的分析结果比较,证明了简化模型的正确性。分析了不同轴承预紧工况下前两阶固有频率的变化,通过对主轴单元进行动态优化设计,使一阶固有频率提高了32.2%,主轴重量减少了42.9%。     

基于多色集合理论和遗传算法的加工中心工步排序研究

针对加工中心上一次装夹下复杂的工步排序问题,通过实例介绍一种基于多色集合理论和遗传算法的工步排序优化算法。首先,在分析工步排序原则和典型工艺路线的基础上,根据多色集合理论建立加工中心上工步排序问题的约束模型。然后,以辅助时间最短为优化目标,建立其数学优化模型。最后,将遗传算法应用到工步排序中从而得出最优解。实例证明,在多色集合约束模型约束下的遗传算法能够很好地求解加工中心上的工步排序问题,排序结果接近最优且可以大幅提高加工中心的效率。     

运用MATLAB对高速卧式加工中心进行可靠性建模

针对国内还没有对高速立卧式加工中心的故障间隔时间指标进行量化考核,提出一种高速立卧式加工中心故障间隔时间的可靠性建模方法:以经验建模和MATLAB软件为基础,运用MAT-LAB软件对4台同型号的加工中心故障间隔时间进行可靠性建模,即模型的参数估计和检验模型服从Weibull分布的合理性,最终确定加工中心故障间隔时间服从Weibull分布的数学模型。这将为高速卧式加工中心的可靠性评估、维修策略制定提供依据,并对加工中心整机的可靠性预测提供理论支撑。     

高速立式加工中心主轴箱热态分析

高速立式加工中心在加工过程中产生的热效应对机床加工精度的影响日益凸显.XH714B高速立式加工中心在高速加工过程中会出现主轴轴线热偏转现象,机床行业俗称为“闷头”,影响了机械加工表面的完整性,降低了粗糙度.主轴箱作为加工中心的重要热源,为了解决立式加工中心出现“闷头”现象的主要原因,对主轴箱的热态分析就显得尤为重要,采用有限元方法建立了XH714B高速立式加工中心主轴箱热态特性分析模型,分析计算了主轴箱在额定转速下的稳态热特性.与传统观点“滚动轴承为主轴主要热源”不同,提出主轴电动机的热损耗是导致机床主轴轴线在y-z平面内发生偏转的主要原因.     

高速加工中心的PRO/E建模和VERICUT仿真

加工仿真可有效地检验和分析零件的可加工性及加工工艺的合理性,可在计算机内形象、直现地模拟机械加工的全过程.利用PRO/E软件,对Mikron UCP810 DURO高速加工中心进行建模,并将建好的机床模型导入VERICUT软件,进行加工仿真,并加工出两种零件实物.     

四轴联动加工中心误差模型及参数辩识

基于对多体系统理论,以三轴加工中心误差模型及参数辩识为基础,建立了四轴联动加工中心运动误差模型。以Ｍａｋｉｎｏ加工中心为对象,建立了数学模型并进行了参数辩识。在参数辩识中,采用国际先进的Ｒｅｎｉｓｈａｗ测量系统回转误差,且与传统方法相结合,开发出一套即精确又有效的方法,具有一定的实用价值。