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.     

减小主轴箱体热变形的方法

立式加工中心几何精度检验标准JB/T8771.2-1998中,第G12项是主轴轴线和Z轴轴线运动间的平行度。该标准的精度公差是在300mm测量长度上为0.015mm。图1为平行于Y轴轴线的YZ平面内的平行度,图2为平行于X轴轴线的XZ平面内的平行度。     

主轴三维温度场及热变形分析

基于热传导及热弹性力学知识,建立了主轴工作状态下的稳态温度场和热变形的三维热分析有限元模型。运用ANSYS有限元软件,准确分析了主轴在工作过程中处于热平衡状态下的温度分布及热变形特点,计算结果为后续加工中心主轴系统的优化提供了理论背景。     

CK2120×6六主轴数控车床主轴鼓热变形有限元分析

介绍了温度场和热弹性力学的有限元理论,利用大型有限元分析软件ANSYS对主轴鼓进行了热一结构耦合分析,得出了主轴鼓的三维温度场分布和整体热变形量,对计算结果进行分析阐述,为机床的热误差补偿提供了依据.     

小型铣削中心主轴-轴承系统的热态特性分析

对主轴建模,计算出与主轴实际工作条件相适应的热边界条件:轴承发热量和传热系数,确定主轴的约束条件,用COSMOS有限元分析软件对小型铣削中心主轴-轴承系统的热态特性进行分析,得到主轴稳态温度场分布、瞬态温升和主轴热变形情况,为主轴的进一步优化设计提供理论依据.     

高速数控车床主轴箱体的应力分析及结构优化

通过对高速数控车床主轴箱体建模,并模拟机床的工作状态,利用SolidWorks软件对模型进行有限元仿真和分析。完成了对主轴箱体的优化设计,经过该机床的实际验收及检测,证明了该有限元仿真和分析方法的可靠性。     

基于热-结构耦合的精密车床机械主轴热变形仿真的分析

论文是以A2-6-200精密车床机械主轴为研究对象,通过使用SoildWorks建立主轴实体模型,简化后导入到有限元分析软件中,利用有限元法对其进行热分析,得到主轴温升和温度场分布情况,以求得温度场为依据进行热—结构耦合分析。通过在不同工况下的仿真结果分析,为预测机械主轴的热变形状态,提供了良好的参考依据。     

超精密磨床主轴部件热特性的有限元分析

加工中机床热误差是影响机床加工精度稳定性的关键因素,对其进行准确的分析至关重要。文章运用ANSYS软件建立超精密磨床主轴部件的有限元模型,分析主轴热源及初始条件,边界条件,通过计算得到磨床主轴的温度场、热应力及热变形量。分析结果说明了热误差为超精密磨削的主要误差,为后期加工和试验分析提供了参考依据。     

数控机床主轴系统热特性有限元分析

机床主轴系统的热变形是影响机床精度的主要因素,本文使用有限元法对数控螺纹磨床主轴系统建立了温度场模型并计算了温度分布,然后计算出系统的热变形。计算结果为主轴系统的进一步设计计算和热变形控制提供了基础。     

基于热态特性仿真的龙门铣床主轴系统热关键点选择方法

数控机床主轴系统热误差建模的难点之一,是使用少量的热关键点建立热误差的精确模型。文章以一台龙门铣床为研究对象,首先通过有限元法仿真分析了机床主轴系统的温度场、热应力、热模态和热变形,根据仿真结果在主轴系统上选择了3个热关键点;然后试验测量了热关键点的温度变化和主轴系统沿x、y、z向的热变形;最后通过多元线性回归模型建立了主轴系统的热误差模型。结果表明：x、y、z向热误差模型的拟合精度都超过95%,证明了文章主轴系统热关键点选择方法的正确性。     

曲轴复合加工中心主轴箱有限元分析

曲轴复合加工中心是一种高效加工曲轴的新型设备。建立曲轴复合加工中心主轴箱的三维模型,并分析其载荷及边界条件。以ANSYS软件作为分析工具,对曲轴复合加工中心主轴箱进行静力和模态分析,得到了应力云图、位移云图及前七阶模态。由分析可知,主轴箱的最大应力为18.272MPa,应变值为0.0044mm,应力和应变值均较小,固有频率大,动态特性好,满足机床设计要求且具有优化空间,为以后主轴箱结构改进、优化设计和动力修改提供了理论依据。     

Thermal analysis of the hydrostatic spindle system by the finite volume element method

The temperature rise of an ultra-precision machine tool has a great impact on machining accuracy. Meanwhile, the hydrostatic spindle system is the main internal heat source of the machine tool, which consists of a hydrostatic spindle and a direct current motor. Therefore, it is very significant to study the thermal behaviors of the hydrostatic spindle system. In this paper, an integrated heat-fluid–solid coupling model of the hydrostatic spindle system is built to simulate the heat generation process and the fluid–structure conjugate heat transfer. Then a finite volume element method (FVEM) is proposed by combining the advantages of the finite volume method (FVM) and the finite element method (FEM) with consideration of the interaction of the temperature field, thermal deformation, and eccentricity. Based on the proposed model and method, the thermal characteristics of the hydrostatic spindle system are studied by the two-way heat-fluid–solid coupling analysis. The temperature variations obtained by the simulation agree well with the experimental results, which validate the proposed model and method.     

基于有限元法的机床主轴长度分析与设计

在数控机床的整机设计中,主轴部件作为数控机床的重要部件,其设计是最为关键的。为了使数控机床的主轴部件具有刚度高、振动小、变形小、噪声低以及良好的抵抗受迫振动和自激振动能力的动态性能,在进行结构设计时就必须考虑各种因素可能导致的主轴部件的变形,并采取有效的防范措施。本文利用现代分析方法——有限元法针对数控车床主轴轴向长度的影响进行优化设计,提出了更好的设计方案。     

基于有限元方法的柴油机活塞热分析

介绍运用有限元方法对柴油机机活塞进行热分析的方法。具体针对某型号柴油机,分析其活塞稳态温度场和热变形。分析结果表明,活塞最高温度出现在活塞头部,为377.22℃;活塞轮廓的径向变形最大值为0.451mm,也发生在活塞头部。并对活塞热态纵向型线进行拟合,为活塞冷态纵向型线的设计提供参考依据。     

基于ANSYS的XK713数控铣床主轴箱结构分析

采用了有限元软件ANSYS计算分析了XK713数控铣床(教学型)主轴箱的应力分布和变形以及固有频率和振型。分析结果表明,XK713数控铣床的主轴箱结构抵抗破坏的能力具有较大的潜力,其刚度能保证加工精度要求。其分析结果可以为其结构改进、优化设计和动力修改提供理论依据。     

基于有限元法的榫槽卧式侧拉床拉刀盒结构设计分析

卧式侧拉床加工涡轮盘榫槽时,拉刀盒的刚度直接影响拉削质量和拉刀寿命。针对刀盒装配体装配时拉刀变形问题,结合组合拉刀受力情况和刀盒制造成本,提出了2种刀盒结构设计方案。分别建立有限元模型,并依据强度设计准则对各方案结构进行校核。综合考虑重量和强度等因素给出了较优设计方案。     

基于随机有限元法的装订机精冲板的可靠性分析

为了研究装订机精冲板的可靠性,采用有限元和蒙特卡洛相结合的方法对装汀机精冲板模型进行了500次的模拟抽样,并对其刚度和强度的可靠度及灵敏度进行了分析.计算结果表明,除了材料的随机因素外,影响最大的因素是第9个孔上的载荷和精冲板厚度,这对装订机精冲板的町靠性优化和制造过程中提高其可靠度提供了依据.     

Measurement of local strain: machine vision and finite element method

Journal of Mechanical Science and Technology - Determining the material deformation behavior including local strain data is very useful for analyzing the forming processes. In order to measure...     

基于ANSYS的液性塑料心轴密封性有限元分析

介绍了对于在液性塑料心轴中存在的渗漏问题,对其密封性进行了相应的设计和有限元分析,从而使得液性塑料心轴的密封性能大为提高,其定位和夹紧压力达到预定要求,提高所夹紧零件的精度。     

基于有限元的超重型数控落地铣镗床静力学特性分析

以TK6932超重型数控落地铣镗床为研究对象,针对其可能存在局部强度和刚度不足的问题,利用有限元方法进行计算验证。首先,根据机床结构特点建立了机床整机的有限元模型,基于该模型对机床整机进行静力分析,计算了机床在20种工作位置时自重作用下的应力和变形,进一步对滑枕静刚度进行了计算,分析了滑枕变形与工作位置间的关系。有限元分析结果表明,机床各部分应力水平较低,最大应力20MPa左右,满足强度要求,而滑枕行程在1000～2000mm范围时其挠曲变形量超过了国家机械行业标准,必须进行变形补偿。