HDB-63高速卧式加工中心立柱动静态特性有限元分析

以高速卧式加工中心柱为研究对象,建立了其基于组合体的有限元模型并分析了结构特点.立柱连接着滑架和床身,是加工中心重要的连接部件.为保证加工中心的加工精度和静动态特性,有必要对立柱的静动态特性进行有限元分析,检验立柱的设计是否合理.对立柱进行了静力分析,分析结果表明立柱的变形主要集中在上部.对立柱进行了模态分析,分析结果表明其薄弱环节为两侧支撑.静力分析和模态分析的结果为立柱的结构优化指明了方向.     

考虑结合面因素的加工中心关键部件动态特性研究

结合面是影响高端数控机床整机刚度的重要因素,工作台竖直移动式卧式加工中心中,结合面对系统动态特性的影响尤其显著。根据机床固定结合面及滑动结合面的特点,将动力学模型中的结合面表达为一系列刚度-阻尼单元;利用影响系数法建立工作台竖直移动式卧式加工中心Y轴进给系统动力学模型,并分析床身-立柱固定结合面、立柱-工作台滑动结合面刚度阻尼特性对系统动力学响应的影响规律,绘制工作台、拖板、立柱位移响应的FFT图。研究结果对于优化机床装配工艺具有指导意义。     

卧式加工中心立柱的轻量化设计研究

针对传统机床立柱设计中存在材料浪费、刚度不足与设计周期长等缺陷,以某卧式加工中心立柱为研究对象,运用有限元法对立柱进行静力学和模态分析,研究立柱的薄弱环节;然后利用Hyper Mesh软件,在保证立柱性能的前提下,以质量最小化为目标对立柱进行拓扑优化,根据拓扑优化的材料分布结果设计了新的立柱结构,通过对新立柱进行有限元分析,结果表明,立柱的质量减轻了7.88%,刚度和固有频率均有不同程度的提高,达到了立柱轻量化设计的目标。     

基于UG POST的卧式双工位四轴加工中心后处理定制

为了解决卧式四轴加工中心四轴联动插补困难、因为结构问题导致的旋转轴锁死位移变动、回原点旋转碰撞、加工中停止碰撞等问题，通过实践积累和对后处理的研究，基于UG POST软件和沈阳机床厂生产的TH6350卧式加工中心，以TCL语言为开发环境，进行全方位后处理定制，解决了上述问题，详细叙述了此类后处理在构造中的关键问题，公开了核心的算法程序。最后通过实际加工大力神杯验证该后处理的可行性、整体性、稳定性，为双工位卧式加工中心后处理定制方案和加工工艺提供参考。     

卧式加工中心空间定位精度分析与补偿

为解决数控机床空间定位精度建模不完备及传统逆向叠加补偿存在残差的问题,提出了一种卧式加工中心空间定位精度分析与补偿技术。以某卧式加工中心为研究对象,以旋量理论为基础,在分析机床运动链的基础上,推导计算了两卧式加工中心运动链的运动学正解,并结合21项几何误差分析,构建该卧式加工中心空间定位精度模型;其次,利用十二线法辨识21项几何误差,并输出该机床空间定位精度预测离散图;然后,基于空间对角线测试验证该卧式加工中心空间定位精度模型的准确性;最终,基于NC代码优化补偿技术实现了空间定位精度补偿。结果表明：空间定位精度模型预测值与实际平均值相对偏差最大不超过2μm,且NC代码优化补偿技术的补偿效率最高为88.75%。     

卧式加工中心结构件载荷求解模型研究

论文详细讨论了采用线轨、丝杠作为连接形式的卧式加工中心结构件载荷求解模型.针对机床结构件载荷影响因素的复杂性,进行了变形协调假设,建立了卧式加工中心床身、立柱、主轴箱的参数化载荷求解模型.从机床结构件刚度、外载荷条件、约束条件等三个方面对刚体等效栽荷求解模型与弹性体等效载荷求解模型的求解结果进行了分析比较,并对刚体等效载荷求解模型变形协调假设进行了实验验证证明刚体等效模型能够满足结构件性能分析及优化的要求.详细分析了卧式加工中心结构件载荷求解模型的相关参数及求解步骤,开发了相应的载荷求解软件.     

基于ANSYS/WORKBENCH的机床动态性能分析及改进

基于Pro/E与ANSYS/WORKBENCH协同仿真及优化的解决方案,建立了某精密卧式加工中心立柱结构的有限元分析模型。以提高其模态频率为目标,进行了结构型式及尺寸参数的优化设计。在考虑结合面单元特性的整机模型中验证优化效果,结果表明:在降低加工中心质量的同时提高了整机结构动刚度。优化设计方法及结果为机床设计提供了重要依据。     

卧式加工中心立柱有限元分析及轻量化设计

以卧式加工中心立柱为研究对象,首先利用ANSYS Workbench平台构建其有限元模型,并对其进行静动态特性分析.研究分析结果发现立柱过大的质量将影响其整体性能的提升,是原设计的薄弱环节.然后对模型结构尺寸进行了灵敏度分析,得到对立柱性能影响较大的灵敏尺寸,并将其设置为最终优化设计变量.最后以灵敏尺寸作为优化参数、立柱质量作为优化目标、最大变形量和一阶固有频率作为约束条件对立柱进行了轻量化设计,在保证立柱刚度及固有频率的基础上显著地减小了立柱的质量,达到了轻量化设计的目的.     

基于人因仿真的卧式加工中心装夹操作舒适性评价方法

为了减少卧式加工中心工件装夹操作疲劳,提高工作效率和加工质量,提出了一种基于人因仿真的卧式加工中心装夹操作舒适性评价方法。从卧式加工中心装夹操作的特点出发,分析了装夹操作舒适性问题根源和影响因素;基于人机学原理,确定了卧式加工中心装夹操作舒适性评价指标;运用层次分析法建立了装夹操作舒适性评价体系;根据模糊评价的基本理论构建了装夹操作舒适性综合评价模型;利用人因仿真技术,以国产卧式加工中心630HF为例进行了装夹操作舒适性的综合评价,验证了文中提出方法的有效性。     

卧式加工中心早期故障数据库的建立

卧式加工中心出厂前必须进行早期故障试验。本文根据卧式加工中心的结构特点，对其早期故障进行分类，并制定了关联性故障的判据，进而建立卧式加工中心早期故障数据库，为卧式加工中心早期故障的研究提供基础数据及框架。卧式加工中心早期故障数据库包括故障部位、故障模式、故障原因、故障发生时间、故障修复时问等内容，最后以实例对卧式加工中心早期故障数据库进行说明。     

五轴卧式加工中心故障时旋转轴偏移的分析与排除

针对五轴卧式加工中心故障状态下旋转轴偏移的问题做了详细的分析,并根据预测结果制定了合理有效的修复措施,解决了实际工程应用难题。     

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.     

一种新的卧式加工中心工作台常压系统的研究

介绍了一种卧式加工中心常压工作台结构,卧式加工中心是机床中自动化程度较高、工序较为集中的机床之一。应用传统的夹具在一定程度上限制了卧式加工中心优越性的发挥,采用工作台通油技术,为夹具提供动力,保证夹具动作的完成,从而增加了卧式加工中心的使用范围及自动化程度。实践证明:该技术设计合理、实用性强、可靠性高。     

箱体类零件敏捷柔性生产线的设计

介绍为解决复杂箱体类零件小批量、大批次、多品种加工,设计了由标准加工中心、双面卧式柔性加工中心、双面数控铣床组成的敏捷柔性生产线。该柔性线的配置特点:零点定位系统、智能重型桁架机械手技术和MES系统控制、以及双面卧式柔性加工中心技术。柔性线的投产使用达到了用户要求,为以后公司生产线设计制造提供了设计资料,积累了经验。     

BW60HS卧式加工中心整机模态测试

数控机床整机模态测试是分析机床抗振性、稳定性以及机床结构动力学优化设计的基础,同时也是解决机床振动问题的重要手段之一.在简要介绍数控机床模态测试原理的基础上,对沈阳机床集团BW60HS卧式加工中心的模态及动刚度进行了测试.获得了机床整机的固有频率、模态振型、阻尼比、动刚度等参数.通过测试发现,该机床滑板和立柱沿x方向的振动是该机床的薄弱环节,导致x方向动刚度显著降低.在综合分析的基础上,提出在清板和立柱内增设加强筋的方式来提高的整机系统的动结构性能.文章中的研究可为同类机床结构性能优化分析与实验提供必要的参考.     

卧式加工中心空间精度预测及量化验证

为提高卧式加工中心整机加工精度,且针对卧式加工中心精度预测模型难以量化验证的问题,基于旋量理论建立了精度预测完备模型,在此基础上提出了一种新的精度预测模型量化验证方法.首先,以旋量理论为研究基础,并借助旋量指数积建立了某多自由度机器人末端运动学正解;其次,在分析了卧式加工中心几何误差的基础上,结合该机床运动链分析结果构...     

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。     

大型卧式加工中心动态与热态性能实验辨识

以机床整机及其关键部件的性能辨识为目标,以TH系列大型卧式加工中心作为分析对象,利用LMS振动分析平台,通过主轴系统模态实验、整机模态实验辨识机床的动态特性,找出了加工中心振动的三种主要振型和两种主要的振动成因;利用热成像仪和热态特性分析仪,通过加工中心立柱系统的温度场和热变形实验辨识机床的热态特性,得到了加工中心的温度分布和三个坐标方向上的热位移量,找出了主要热源、热汇和热流通路影响机床精度的方式,摸清了加工中心的动态和热态性能参数,找出了其薄弱环节,为通过结构优化和误差补偿等措施提高机床精度稳定性提供支撑。     

提高卧式加工中心可靠性的措施

当前国产卧式加工中心的可靠性与进口产品存在较大差距,这已成为影响国产卧式加工中心口碑和市场的关键因素。通过深入分析某公司生产的14台卧式加工中心在用户现场的故障数据,查清机床整机各故障部位、故障模式及故障原因的概率,找出对整机可靠性影响较大的故障模式和故障原因,并据此提出提高国产卧式加工中心机床可靠性的措施。     

基于相似度理论的加工中心设计方案实例检索方法

基于实例推理设计方法是数控机床快速设计的一种有效方法,基于模块化设计系统的实例检索是其中的关键环节。在卧式加工中心模块化设计系统的基础上,论述了卧式加工中心实例库构建方法。依据系统相似工程学理论,提出了卧式加工中心总体设计方案、基于模块化设计系统的结构设计方案的确定方法。并以实例进行了说明。