采用灰色关联—层次分析法的机床横梁优化设计

机床横梁是机床零部件主要支撑部件,对机床的加工精度影响很大,因此,需要对横梁自身的结构进行优化,以提高机床加工精度。文中首先对原横梁进行仿真分析,并依次分别对横梁薄弱位置的结构、筋板结构、筋板厚度进行了设计与分析,采用灰色关联—层次分析法对不同筋板厚度的横梁进行分析与数据处理,最终获得最优方案。结果表明,横梁"井"型筋板结构设计,上导轨支撑筋板倾斜55°,筋板厚度15mm为最优方案,优化后横梁质量减轻了751kg,形变量减少了3.6%,一阶固有频率增加了3.5%,优化设计效果明显,为机床其它零部件的设计提供了方法参考。     

龙门加工中心横梁轻量化设计

机床横梁的静动态性能对机床的加工精度影响很大,因此需要对横梁进行优化设计以提高其静动态性能。对原横梁进行有限元分析,并对横梁筋板结构、横梁支撑导轨面结构进行了优化设计。对比优化前后横梁的静力学特性和模态特性,优化后的横梁在最大应力和一阶固有频率基本不变的情况下,其中质量减轻最为明显,减轻了499 kg,最大变形量减少了7.84%,轻量化效果明显,提高了横梁性能。     

基于神经网络和遗传算法的机床床身优化设计研究

机床的床身的动态特性和静刚度直接影响加工精度、生产效率以及机床的使用寿命,目前机床正朝着高速、高精度、复合化以及高自动化的方向发展,因此研究机床床身的动态特性和静刚度十分必要。为提高某机床床身和横梁的动态特性和静刚度,综合运用结构动态优化原理,神经网络和遗传算法,对床身和横梁进行了结构动态特性分析,提出了该床身结构的优化方案。分析结果表明,优化方案的床身和横梁的动态性能和静刚度得到了明显提高。可供相关机床床身优化设计参考。     

基于ANSYS的定梁龙门机床横梁静力学特性分析及结构优化

横梁是龙门机床的主要承力部件,其结构和静、动态力学特性直接影响机床的加工精度。为分析其结构设计是否满足机床的精度要求,以及筋板结构和布局形式对其静态特性的影响,文中应用有限元分析方法,针对某型定梁龙门机床横梁进行静力学特性分析,计算了其最大静变形和最大静应力,分析了结构设计上的薄弱环节,然后对其内部筋板的结构和布局形式进行了优化设计和分析对比。结果表明,优化后横梁的静刚度提高了12.89%,最大静应力降低了18.01%,显著改善了横梁的静力学特性。     

超重型数控龙门移动镗铣床横梁的有限元分析与结构优化

分析了大型龙门机床横梁的研究进展。利用CAD/CAE/CAM Siemens PLM Software NX7.5三维有限元分析软件,针对超重型数控龙门移动镗铣床横梁的特点按实际工况进行刚度等有限元优化分析,从而对横梁结构采取改进优化,最终满足了机床的性能要求。     

龙门磨床的横梁设计研究

龙门机床横梁是机床的重要组成部分之一,横梁上的导轨与横梁一般均采用一体化铸造成型。横梁的变形对横梁导轨的精度有较大影响。不同的横梁筋板布局形式影响横梁的变形也不尽相同,设计过程中合理布置横梁筋板能够很好的减小横梁的挠曲变形,从而保证机床的加工精度。用有限元分析方法对横梁进行了分析,对筋板布局进行优化验证。     

小型精密机床横梁的设计与优化

精密机床是精密加工的基础,其振动不可避免的会影响加工精度。小型精密机床工作时的激振频率很高,通常远高于机床的固有频率,因此龙门式机床横梁的动态性能至关重要。运用Workbench对横梁进行有限元分析,根据分析结果,建立优化模型,以降低横梁质量,提高横梁固有频率为目标进行优化设计,避开了激振频率,最终得到优化方案。     

龙门五面加工中心横梁有限元分析及优化设计

首先运用有限元法对横梁进行静态分析和动态性能分析,以确定机床设计中横梁结构的合理性;然后运用最优化原理对横梁结构尺寸进行优化分析,得到了在满足横梁动静态刚度条件下的最优设计方案。最后对取得的最优方案进行验证,分析得到了各轨导轨面的变形情况,并绘出导轨面的变形曲线。据此可以得到导轨的变形补偿曲线,为机床在切削加工时对导轨面变形进行补偿提供了可靠的依据。     

基于模态分析的机床床身优化设计

为提高平面光学元件抛光机床的加工精度,对其床身进行模态分析,得到机床结构固有的振动特性,实现对机床床身的优化设计。首先,通过3D建模软件构建机床模型,并将其导入ANSYS有限元软件中进行模态分析,得出机床的前几阶固有频率和振型;然后,根据模态分析结果对机床横梁和立柱进行优化设计,得出优化结构;最后,对优化后结构进行模态分析,并将结果与优化前分析结果进行对比。对比可得,优化后的机床床身前三阶固有频率分别提高15.61%、14.63%和16.07%,有效提高机床稳定性,提高工件加工精度。     

基于层次分析法DVT系列车床横梁优化设计研究

机床横梁是机床重要的主体承载结构件,在DVT系列车床中横梁的静、动态特性直接影响到车床加工精度与耗材类零件的使用寿命,在不能以机床加工零件的实体运行的方式验证设计的情况下,仿真优化是有效方法。通过对优化前横梁进行静态分析和模态分析的方式进行车床工作特性仿真。分析结果表明,DVT系列车床横梁薄弱位置发生在横梁中部,再采用层次分析法和灰色关联度法分析横梁筋板数量、厚度与横梁静、动态特性关系,根据分析结果二次设计,最终获取横梁最优设计方案。优化设计结论表明,横梁筋板数量为5个、厚度10 mm、筋板间隔距离为340 mm时为最优设计方案,优化后横梁质量减轻117 kg,应力减少18%,形变量减少0.01 mm,前3阶固有频率均得到一定提升,优化设计效果显著,为机床优化设计提供新的设计思路。     

桥式车铣加工中心横梁的设计研究

利用有限元方法对桥式车铣加工中心的主要移动件—横梁进行了建模和动态分析,并依据振动模态相对变形的大小和形式,研究比较了当横梁采用不同的筋板布局对其动态特性的影响,使设计后的横梁不但具有较好的动态性能,而且结构得到了优化,保证了该机床的高精度。     

铣车复合加工中心动横梁工作载荷的确定

确定铣车复合加工中心动横梁的工作载荷是着手开展横梁结构强度和刚度校验以及优化横梁结构设计的必要前提。着重介绍了极限进给切削状态下该机床横梁工作载荷的计算方法。     

龙门机床横梁的仿形加工

对于龙门机床而言,横梁是机床结构的重要组成部分,其力学性能直接影响机床的加工精度。在机床安装调试过程中,横梁经常因为自重及受载后发生变形,致使龙门机床横梁方向直线度经常不合要求,需要反复加修,影响安装进度。为此,本文提出通过有限元分析和实际检测相结合的方法来解决此问题。     

龙门式机床横梁的结构设计研究

横梁是龙门式机床主要支承部件，横梁结构的好坏直接影响到机床的使用性能和制造成本，本文对龙门式机庆横梁的板筋结构形式、截面形状、异轨颁布形式作了研究分析，对适用的机庆类型，加工工艺性进行了探讨，用有限分析方法，对不同截面形状的横梁在特定方向的刚度大小进行了分析对比。     

基于ICM法的零件拓扑优化方法应用研究

作为结构优化的一门新技术,拓扑优化在汽车、机床、电子机械的结构优化设计中已经得到应用.基于连续体ICM拓扑优化方法,利用先进的有限元分析软件,建立了以体积为约束条件,以模态频率为目标的某数控加工中心横梁结构拓扑优化模型.根据对模型的拓扑优化结果分析,对横梁内部的筋板结构布置提出了建议,确定了横梁的最佳结构方案,仿真结果表明其动静态特性有较大提高.     

大跨距数控龙门机床横梁优化设计

本文通过对比几种龙门机床的横梁结构,优选出变形最小的结构,对该结构进行灵敏度分析后获得最小重量和最佳刚性的横梁结构,获得较高的固有频率。最后得到横梁上下导轨在X、Y向的变形曲线图,利用该图形成加工反变形曲线图,提高了横梁的精度及稳定性。     

应对龙门机床横梁热变形的结构分析与改进

分析了一种消除定梁龙门机床横梁热变形伸缩结构的基本原理和特点,并对某专利结构的不足之处进行了分析,提出了一种新的应对定梁龙门机床横梁热变形伸缩的结构。     

大跨距龙门木工机床横梁高刚度轻量化设计

大跨距龙门木工移动机床是在木门加工过程中完成不同工序转换的装备,其横梁作为主要承载结构和运动部件,具有跨距大、重量大以及惯性载荷大等特点,高刚度、轻量化设计是其追求的目标。针对横梁直接拓扑优化存在结果难以辨识等问题,首先分析横梁的承载特点,建立功能截面对其进行拓扑优化降维处理;其次,将移动载荷简化为多工况载荷,采用折衷规划法建立综合评价函数来表征横梁多工况受力特点;然后建立横梁多工况拓扑优化数学模型,通过优化获取横梁筋板最佳布局型式;最后,运用NSGA-Ⅱ型遗传算法进行多目标尺寸优化,结果表明:横梁重量减轻的同时,刚度、强度分别提高了10.15%、20.25%。     

大型数控龙门镗铣床横梁最大工作载荷的确定

确定大型切削机床横梁的最大工作载荷是着手开展横梁结构强度和刚度校验以及完善横梁结构设计的必要前提。本文以某大型数控龙门镗铣床的横梁为研究对象 ,着重介绍极限进给量切削状态下该机床横梁最大工作载荷的计算方法。本文所涉内容对同类型机床横梁设计、强度及刚度校验具有实际参考价值     

基于转移质量方式的龙门加工中心动横梁结构优化设计方法

针对某大型龙门加工中心动横梁结构设计中存在一些部位材料余量过大、一些部位刚度不足的问题,提出一种以转移质量为核心的动横梁结构优化设计方法.方法是在对动横梁进行动静态性能分析的基础上,利用模态分析和拓扑优化技术辨识动横梁结构中的冗余质量,并将其转移到动横梁刚度不足的薄弱位置,设计出在不改变动横梁装配尺寸的前提下具有较为均衡动静刚度特性的动横梁结构方案.通过对改进前后动横梁结构的动静态性能参数的分析对比,改进后动横梁前4阶固有频率平均提高5.53％,整体方向最大变形量平均减少7.33％,表明该结构优化方法是有效可行的.