基于元结构的加工中心立柱动态优化设计

以加工中心立柱为研究对象,根据快速设计及框架结构优选的设计思想,利用结构动态设计原理及有限元分析技术对立柱进行动态设计分析与结构优化.首先根据立柱结构的分析提取典型的元结构单元,然后对元结构进行拓扑优化设计,提出若干改进方案,并对改进方案进行模态对比分析.最后以立柱固有频率为优化目标,以优选的元结构为依据,对立柱进行重构设计,提高了立柱的动态特性.在机床的初步设计中,为其部件的优化设计提供了一定的参考价值,缩短了设计周期,提高了设计效率.     

铣车复合加工中心立柱高比刚度效能仿生设计研究

针对某型铣车复合加工中心立柱的轻量化问题,文章基于仿生设计原理和方法,在分析铣车复合加工中心立柱工作载荷的基础上,从空茎植物的力学与构型特性出发,以高比刚度结构效能为目的,对立柱内部结构进行仿生设计。通过对仿生型立柱进行静力和模态仿真分析,其结果表明,仿生型立柱的质量减轻,比刚度结构效能得到较大提高,其静动力学性能也有显著改善。     

某型立式加工中心结构动态特性研究

以某型立式加工中心为研究对象,首先进行实物建模并做必要的简化,将其转化为结构力学模型,并进行模态分析,得到了立式加工中心的振型和固有频率等动态特性;分析了主轴箱处在立柱不同位置对立式加工中心固有频率的影响;通过谐响应分析可知,立柱和主轴箱的结构对立式加工中心的模态影响最大;最后进行了试验模态,通过对比有限元和试验模态结果,验证了试验结果的可信性和有限元模型的准确性。在误差允许的范围内,有限元分析结果可以作为加工中心振动特性分析的参考依据,该方法对加工中心的设计优化及相关测试工作具有重要的参考价值。     

高速卧式镗铣加工中心立柱动态特性有限元分析

以高速卧式镗铣加工中心立柱为研究对象,采用有限元与实验相结合的分析方法对其动态特性进行了研究.建立了立柱的有限元模型,并进行了模态分析,得出了1至4阶固有频率和相应振型.搭建了立柱动态特性实验平台,选择了四组激振点和拾振点,采用单点激振和单点拾振的方式进行了数据采集.通过分析实验数据,获得了立柱前4阶固有频率和关键位置的动刚度.有限元和实验分析的固有频率相对误差小于9％,表明该平台可有效的激起立柱的固有频率,理论与实验分析结果可为立柱的结构优化设计提供理论依据.     

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。     

动力吸振器在高速立式加工中心上的应用

DVG850高速立式加工中心在某些频率段工作时会发生共振,文章依据机械振动理论,设计出了针对该加工中心立柱的动力吸振器;通过有限元分析验证了该吸振器对加工中心立柱减振效果,分析表明:该减振器对立柱的弯曲振动和与立柱相连接的部件的振动引起的立柱弯曲振动减振效果较好,对立柱的局部振动和扭转振动减振效果较小,而对与立柱无直接连接关系的部件的振动无减振效果。     

基于ANSYS的磨齿机立柱的静动态研究

建立磨齿机样机立柱的三维有限元模型,通过有限元软件对立柱进行静力和动态分析,得到样机立柱静动态特性.设计了几种筋板结构,比较不同筋板型式立柱的静动态性能,根据分析结果选择较理想的立柱结构,为磨齿机的进一步改进设计提供依据.     

基于ANSYS Workbench的主轴箱有限元分析及优化设计

以高速立式加工中心主轴箱为研究对象,针对其结构特点,利用ANSYS Workbench平台建立了有限元模型。分析主轴箱的实际工作情况,得到其刚度最差的工况位置,对此位置进行了铣削工况下的静力分析。对主轴箱进行模态分析,提取了前四阶固有频率及振型图。根据静动态特性分析结果对主轴箱进行了多目标多尺寸的优化设计。对优化后的主轴箱进行了静动态特性有限元分析,结果表明优化后的主轴箱静动态特性有显著提高。     

多轴联动龙门式加工中心主体结构有限元分析

采用有限元软件SAMCEF Mecano,建立了多轴联动龙门式加工中心主体结构的仿真模型,基于结合面特性参数数据库,采用用户自定义矩阵来处理机床结合部的接触问题,对加工中心进行了静、动态特性分析,得出了加工中心的静刚度、模态振型、动刚度.找出了机床的薄弱环节.通过建立动态的有限元模型,对加工中心进行了动力学分析,得出不同时刻应力变化云图.验证了静、动态特性分析的正确性.这些内容为进一步的研究加工中心的动态特性、结构优化设计以及轻量化设计提供了重要依据.     

龙门加工中心立柱性能分析与拓扑优化设计

立柱作为龙门加工中心的重要支撑部件,其结构性能直接影响整个龙门加工中心的精度,可靠性和稳定性等性能指标.在对立柱进行静力,模态和能量分析的基础上,建立了基于ANSYS分析软件的立柱结构有限元模型和拓扑优化方法,找出立柱存在的薄弱环节并对立柱筋板结构实施了优化设计.最后,从经济性、动静态特性等方面对优化方案作了分析讨论,结果表明,该方法有效的提高了立柱薄弱区域的刚度及共振频率,从而改善了其加工精度及其稳定性.     

VMC-1000型立式加工中心立柱结构分析与动态设计

以立式加工中心立柱结构作为研究对象,提出了三种不同结构,并运用有限元思想,利用ANSYS软件对其进行了结构分析和板筋试验研究,得到现有立柱的静动态特性。给出内部板筋的最佳结构形式,为今后机床板筋设计提供必要的理论依据。     

重心驱动原理在高速卧式镗铣加工中心关键部件结构设计中的应用

介绍了重心驱动技术的原理,针对高速卧式镗铣加工中心的结构特点,提出了将重心驱动技术应用在主轴箱、滑架等关键部件结构设计的方法.利用有限元分析软件对应用“重心驱动技术的高速卧式镗铣加工中心整机进行了动静态特性分析,得到了其应力、应变图及前四阶固有频率和振型图.分析结果表明采用“重心驱动”的加工中心具有良好的动静态特性,因此重心驱动技术作为一种新型的数控机床进给驱动方式,可以有效地减少加工中心的振动,提高其动静态特性.     

树脂混凝土填充结构的高速陶瓷铣磨机床减振性能研究

以高速陶瓷铣磨机床的横梁与立柱为研究对象,设计了环氧树脂混凝土填充结构,通过ANSYS Workbench有限元分析软件对原型不填充机身和填充结构机身的动、静态性能进行对比与分析,初步确认填充机身可提高陶瓷加工机床的动、静态性能。通过对填充环氧树脂混凝土机床的谐响应实验,验证了理论分析的正确性。结果表明:填充方法可运用于机床减振,提高机床动、静态性能;填充结构在减振抗振方面具有一定的优越性。     

基于abaqus的加工中心大型横梁有限元分析及优化

某加工中心的部件横梁刚度不足,致使被加工的工件的表面产生波纹状刀痕。针对上述情况,首先使用Solidworks建模,然后导入有限元分析软件abaqus中,对该横梁进行静、动态性能的分析,根据分析结果,首先调整边界约束条件,然后依据横梁的结构尺寸参数对其质量影响的灵敏度分析报告,以及该加工中心所属厂方的改进要求,对横梁的结构尺寸参数进行调整,调整后的模型再次导入abaqus中分析,依据分析结果,重复调整尺寸参数,直至横梁的刚度和质量均达到预期要求。     

HE63卧式加工中心多体动力学仿真分析

基于ANSYS Workbench平台的Rigit Dynamic及Transient structual模块对某企业研发的HE63卧式加工中心进行了多体动力学仿真分析。采用刚柔混合模型分析出机床主轴、导轨面等的振动量、变形量，对比动力学分析和静力学分析的结果差异。结果表明：机床在启动、加减速时的变形和振动较大，主轴存在不平衡量时，主轴旋转对立柱、主轴箱的振动影响较大，机床零部件的振动直接影响到机床的加工精度。     

立式加工中心主轴箱静动态特性分析及拓扑优化

主轴箱是立式加工中心的重要部件，其静动态特性对加工中心的加工精度以及平稳性有重要影响。以某型号立式加工中心主轴箱为研究对象，应用SolidWorks建立主轴箱的三维模型，利用ANSYS Workbench软件对其在典型工况下进行静动态特性分析。根据主轴箱静动态特性分析结果可对主轴箱结构进行优化设计。利用ANSYS Workbench中拓扑优化模块对主轴箱结构进行拓扑优化，根据拓扑优化结果以及实际工作情况，对主轴箱结构进行合理的改进。对比改进前后的分析结果可知:改进后主轴箱质量减少2.3%、最大等效应力减小3.34%，静刚度得到提高,达到优化目的。该研究结果为其他类型机床主轴箱优化设计提供参考     

基于Workbench静刚度分析的DVG850立柱优化设计

采用Workbench有限元分析软件对DVG850高速立式加工中心的立柱进行静刚度分析,并对立柱壁厚、筋的高度以及立柱顶部开口大小进行优化。结果表明:立柱壁厚是影响立柱整体静刚度的主要因素;将立柱壁厚增加10mm,立柱筋高度增加15mm,立柱顶部开口减小25mm,在立柱的总质量增加28.3%的情况下,立柱的刚度能够满足设计要求。     

基于ABAQUS的高速立式加工中心床身的优化设计

利用有限元分析软件ABAQUS对BVG系列高速立式加工中心的床身进行模态和静力分析;根据仿真分析结果,针对床身设计中的薄弱环节进行改进,对改进后的床身进行模态和静力分析.结果表明,优化后床身的结构性能较原设计得到明显提高.