数控旋压机床旋轮架广义空间位置维动态特性分析

数控旋压机床是集旋压、自动化机械、液压伺服控制等多项先进技术为一体的高科技机床产品。数控旋压机床进行旋压件加工时的精度取决于加工过程中旋轮与芯模的相对间隙。随着数控旋压机床在加工过程中旋轮空间位置姿态的不断变化,旋轮架结构构形及轴间耦合作用也随之发生改变,导致旋压机机床动态特性预测具有复杂性和不确定性。针对企业提升大型双轮数控旋压机床动态性能的需求,基于虚拟样机技术,构建了考虑机床结合部动态特性参数的旋轮架系统动力学有限元模型,并基于实际加工工况进行模型边界条件设置。以一阶固有频率为主要参考指标,基于有限元分析模型修正法对旋轮架在广义加工空间中的不同位置进行了模拟模态分析和实验模态分析,研究了旋轮架的动态特性与广义加工空间位置姿态变化之间的关系。数字仿真分析和实验结果表明：对旋轮架一阶固有频率来说,不同位置点的模拟模态值与实验模态值总体吻合较好,平均误差率为2.21%;系统的一阶固有频率、振型及阻尼比随位置姿态的改变而变化;不同位置之间的最低与最高固有频率相差26%左右;X轴坐标越居中,Z轴坐标越大,旋轮架固有频率越低,旋轮振幅越大。证明旋轮架的不同空间位置姿态对旋压机床的动态特性影响较大。得到的结论可以用于研制新型旋压机床、优化加工路线和设计最优加工位置。     

带式输送机传动滚筒有限元分析及结构优化

利用有限元软件ANSYS Workbench,对某轻型带式输送机传动滚筒进行了静力学分析,基于静力学分析结果,利用Design Exploration模块对滚筒结构进行了优化。优化后的传动滚筒在最大应力、质量方面都有了较大改善。     

基于RCSA的刀尖频响函数预测方法

为快速获取构建铣床稳定性叶瓣图所需的主轴—刀柄—刀具系统频响函数,提出一种有限元和响应耦合子结构分析法(RCSA)相结合的预测方法。以某型号主轴系统为研究对象,利用有限元法分别计算主轴、刀柄、刀具端点频响函数,再使用RCSA分别耦合主轴—刀柄结合面、刀柄—刀具结合面,最终得到主轴—刀柄—刀具系统刀尖频响函数。将得到的频响函数与理论算法以及完全有限元方法对比,在5000Hz以内,前7阶模态最大误差不超过15%。该方法可以在机床更换刀柄或刀具时只计算对应部分的频响函数,从而实现主轴—刀柄—刀具系统刀尖频响函数的快速预测。     

基于径向基函数法的五轴数控机床空间动态性能研究

在对数控机床进行动态性能分析时,局限于某一固定位姿获取的动态特性信息不足以描述整个加工空间内的机床动态特性。针对这一问题,提出一种基于径向基函数理论的五轴数控机床空间动态特性分析方法,利用机床实测试验数据和径向基函数法来构建五轴联动数控机床的空间动态特性函数模型。该方法以机床固有频率这一关键动力学性能指标为例,建立机床整机动态特性与机床位姿之间的数学关系。以一五轴数控机床为研究对象,将试验设计方案确定的各联动轴的坐标作为试验样本点,采用德国M+P振动试验设备提取样本点的试验数据,构建反映机床空间位姿与机床前6阶固有频率关系的函数表达式,并通过计算模型质量评价指标验证该模型的有效性。结果表明,该方法能有效预测在加工空间内固有频率的分布规律及其各轴向位移变化的灵敏度,为合理规划工艺路线提高加工精度提供技术支持。