高速立式加工中心主轴箱敏感度分析及优化

基于有限元分析方法利用拓扑优化和敏感度分析对主轴箱进行了快速设计及优化。首先,对箱体毛坯进行宏观结构的拓扑优化,结合工艺将结构中所有不需要的材料去除,从而达到结构的合理布局,实现快速设计。其次,对初步建立的主轴箱结构进行敏感度分析,加快有效设计变量的建立。最大程度的提高了箱体的刚度,缩短了产品的设计周期,降低了产品的设计和生产成本。     

高速立式加工中心主轴箱模糊有限元优化

利用模糊优化方法对高速立式加工中心的关键部件--主轴箱进行模糊有限元优化,通过分析零件的模糊信息,确定约束的隶属函数,并根据问题的实际特点而得到满意的结果.利用模糊有限元方法调整了最优解在空间的位置,为设计者提供了多重设计方案的选择余地,进而为其他部分的设计创造了比较有利的条件.     

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     

DVG850高速立式加工中心主轴箱灵敏度分析

基于Pro/Mechanical,以模态频率为性能指标,对DVG850高速立式加工中心主轴箱进行灵敏度分析,得出各设计变量对主轴箱第一阶固有频率的影响情况,根据主轴箱具体情况对灵敏度分析结果进行评价,为高速立式加工中心主轴箱结构改进或优化设计提供前提依据。     

高速立式加工中心主轴箱阻尼减振的数值模拟

阻尼减振有着优良的减振效果,通过阻尼结构耗散系统的振动能量,减小谐响应的振幅。把阻尼结构引入到主轴箱系统中,建立阻尼减振模型用于阻尼减振的数值模拟中。通过对高速立式加工中心主轴箱减振前后的模型谐响应分析,得到减振前后的谐响应幅频曲线,从曲线中可以直观地看出振幅的变化情况。由于阻尼减振技术实施的简单性和良好的减振效果,所以适用于高速立式加工中心主轴箱减振。     

立式加工中心床身结构有限元分析与优化

应用Pro/engineer软件建立三维模型,通过对加工中心GSVM6540B主要支承部件床身的不同筋板布置方式进行Ansys有限元分析,比较不同筋板布置方案对床身静、动态特性的影响,提出结构优化方案。     

立式加工中心动力学分析及结构优化研究

研究了通过机床的动态特性分析进行结构优化的方法,提出了一种新的优化设计方案。针对对机床整机模态特性和谐响应特性,在有限元分析软件中对机床动态性能进行了仿真。分析结果表明,主轴箱和立柱为机床敏感部位,因此使用有限元分析软件对主轴箱进行拓扑优化,并且为立柱增加筋板。根据优化结果重新设计机床主轴箱和立柱结构,将优化后与未优化的机床的分析结果进行对比,结果表明机床的动态性能得到明显改善,主轴箱各阶固有频率提高10%左右,机床整机固有频率提高4%左右,x方向上的响应峰值减少约2%。     

龙门铣镗加工中心GMB250主轴箱热分析及优化

在精密加工过程中,机床基础大件的热变形会引起加工误差,影响加工精度。为了降低主轴箱热变形对机床精度的影响,以龙门式铣镗加工中心GMB250主轴箱为研究对象,基于Hypermesh与Ansys Workbench为软件平台,建立主轴箱热力学模型,计算其达到热平衡状态所需时间及温度场分布,采用热-结构耦合方法,分析稳态情况下不同热源对主轴箱热变形影响,通过调整热源位置及热源温度改善主轴箱热特性,提高加工精度。     

基于ANYSY的高速加工中心主轴箱有限元分析及优化

根据经验和使用比拟的方法,设计了高速立式加工中心四种不同布筋形式的主轴箱模型。因为主轴箱的变形会间接引起刀具位置的偏移,所以在有限元分析时引进一质量点来模拟刀尖的空间位置,这样做更加形象地反应由于主轴箱变形而引起的对加工精度的影响。通过ANSYS有限元分析计算出主轴箱在各个方向上的刚度,通过比较可以得出多网筋主轴箱的刚度较大,也就是此方案较优。此方法为机床主轴箱有限元分析及优化方案选择提供技术依据。     

高速卧式加工中心主轴箱拓扑优化设计

文章利用HyperWorks中的OptiStruct模块对某型号高速卧式加工中心主轴箱进行结构拓扑优化设计.通过引入待优化模型的邻接零件,用零件接触代替刚性约束,使得边界条件更加逼近实际情况;通过确定各个分方向上的切削力上界保证载荷施加的全面性和可靠性;应用叠加原理解决机床产品结构优化设计中的载荷种类无穷多问题.有限元分析结果表明:基于OptiStruct拓扑优化的新设计模型静力学性能和动力学性能都能很好地满足预定要求.     

主轴箱新结构

所设计的钻孔主轴箱,采用主推力轴承e、推力轴承f和两个向心推力轴承g、h,在箱体a和b上支承安装刀具的主轴c。主推力轴承e设置在向心推力轴承g和h之间。预紧元件i对推力轴承。和f进行加载。向心推力轴承g和h之间的主轴直径k要小于或等于位于刀具一侧的向心推力轴承g处的主轴直径1。这样,不仅允许选用绝对刚性较低一点的构件,而且也允许降低刀具一侧主轴悬伸部分对径向支承部分的比值。这就既可扩大这类主轴箱的使用范围,也可提高主轴一箱体系统的刚性,从而获得比传统主轴箱(按西德工业标准DIN69001)更大的应用范围。     

某型立式加工中心动态性能测试与优化分析

以某立式加工中心为研究对象,通过模态测试来分析该立式加工中心在动态性能上的薄弱点,并依据测试结论对该立式加工中心进行结构优化,最后对优化后的机床再次进行测试分析.测试结果证明此次优化效果显著,因此基于动态性能测试与优化的流程在立式加工中心的实际设计过程中具有重要的参考价值.     

XH715立式铣削加工中心立柱结构的拓扑优化

应用CAD/CAE系统建立XH715立式铣削加工中心的整机模型,并进行动态分析,找出其薄弱环节,通过实验验证其正确性.采用连续体ICM拓扑优化方法,基于HyperMesh软件,以模态频率为目标,建立并求解了考虑受力状态的约束模型,得到的拓扑形状清晰,为后续的整机优化和详细设计提供了理论指导和设计原型.     

HDBS-63高速卧式加工中心主轴箱多目标优化设计

以高速卧式加工中心主轴箱为研究对象,利用三维造型软件Pro/E建立了主轴箱的参数化模型.利用有限元软件ANSYS对主轴箱进行了静力分析和模态分析,得到了其变形、固有频率和振型图.根据实验分析的原理和有限元分析结果,选取了9个设计参数和5个目标参数,在保证主轴箱刚度的前提下,对主轴箱进行了多参数多目标的优化设计.优化后的主轴箱重量降低、刚度提高.本文的优化方法为加工中心其他部件的优化设计提供了可借鉴的方法.     

高速立式加工中心动态特性分析及结构改进

利用ANSYS Workbench软件对高速立式加工中心整机进行模态和谐响应分析,获得了感兴趣频段的固有频率.通过对整机各阶模态振型进行分析,找到了整机结构的薄弱环节,并据此对整机结构进行改进,改进后整机的动态性能明显要优于原整机,为进行机床结构的优化设计指出了改进的方向.     

高速立式加工中心滑座的拓扑优化

使用Solid Works对滑座的四种方案进行了三维建模,采用ANSYS Workbench对各滑座模型进行了静刚度分析,确定出了较优的滑座模型,并运用ANSYS Design Xplorer对其进行了优化设计,保证了滑座的静刚度要求,使滑座的质量在原有的基础上降低10%。     

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。     

高速立式加工中心滑座的设计与拓扑优化

使用SolidWorks对滑座的4种方案进行三维建模,采用ANSYS Workbench对各滑座模型进行静刚度分析,确定较优的滑座模型,并运用ANSYS DesignXplorer对其进行优化设计,保证了滑座的静刚度要求,减少了滑座约10%的质量,提高了相关移动部件的运动性能。     

立式铣削加工中心立柱结构拓扑优化设计

基于连续体ICM拓扑优化方法,结合CAD/CAE系统,提出以模态频率为目标的结构拓扑优化模型,运用该模型完成XH715立式铣削加工中心立柱结构拓扑优化设计,其动静态性能有较大的改善,为后续的整机优化和详细设计提供了理论指导和设计原型.