三轴卧式加工中心主轴静刚度仿真与试验研究

对卧式加工中心主轴系统静刚度进行了仿真和试验研究.研究发现:经有限元方法计算获得的结果与试验有较好的对应性;主轴静刚度在卸载时要大于加载时,卸载时主轴系统弹性恢复迟滞,并且加载曲线与卸载曲线不封闭,卸载时主轴变形恢复不到起点,进而影响加工精度.因此,提高系统刚度十分必要,可通过合理设计机床主轴结构、减小主轴悬伸量、提高传动部件单位质量刚度等方法提高切削系统刚度.     

卧式加工中心主轴静刚度特性的试验研究

介绍了卧式数控加工中心主轴的静刚度特性所开展的试验研究。根据预加载荷测得的静刚度试验数据,应用最小二乘法拟合得到主轴在加载和卸载时的静刚度曲线。研究后发现,主轴卸载刚度大于加载刚度;相同结构尺寸机床,主轴最高转速低的机床主轴静刚度要高于主轴最高转速高的机床;相同最高转速和结构的机床,尺寸大的机床主轴静刚度要高于尺寸小的机床;采用电主轴结构的机床主轴静刚度要高于同类型采用机械式主轴结构的机床。研究结果可以对国产卧式加工中心改善主轴部件静刚度设计提供参考。     

TMS320C5402在铣削加工中心主轴静刚度检测系统中的应用

介绍了基于TMS320C5402的实时多通道数据采集系统,该系统采用DSP PC机的双处理器结构,并利用USB接口与PC机高速互连通信,论述了该系统在铣削加工中心主轴静刚度检测中的应用,实践表明,该系统结构清晰,电路简洁,易于实现。     

机床主轴多联轴承刚度计算方法的研究

提出了用有限迭代法计算多支主轴轴承的刚度。通过实际算例，表明该方法是一种有效的计算方法。     

轴承预紧对机床主轴刚度的影响

阐明了用有限元法分析计算机床主轴组件刚度的步骤和方法,并对主轴刚度进行计算,讨论不同预紧条件下,轴承刚度对主轴性能的影响;并探讨轴承预紧后,增大预紧量对主轴刚度的影响。结果表明:支承轴承预紧的增大使主轴弯曲刚度增幅最大为22%,而对固有频率的影响不明显。     

加工中心静刚度特性分析及实验研究

应用理论分析方法对影响加工中心静刚度的因素包括丝杠结构静刚度、进给伺服系统刚度、主轴-刀具系统静刚度、滚动导轨刚度等进行了分析.以立式加工中心VICTOR为例,分别采用数控进给加力方式和螺旋加力结构方式进行加力,实测了加工中心主轴端面与工作台间Z向和X向的静刚度值,测量结果显示加工中心的静刚度并不明显高于普通机床.为加工中心结构及系统的设计、工艺参数的选取等提供借鉴.     

机床主轴系统的振动特性分析

以某普通车床主轴系统为研究对象,采用有限元分析软件ANSYS建立主轴系统的有限元模型,并进行动态性能分析,得出特定工况及不同结构参数下主轴系统的前8阶固有频率、振型及最大综合变形;分析了支承刚度、支承跨距等结构参数对主轴系统低阶固有振动特性的影响以及对其抗振性能的影响.为机床主轴系统及同类零部件的动态设计及残余应力振动时效工艺提供了有益的分析数据和可行的分析方法.     

增广传递矩阵算法在机床主轴系统静动态特性分析中的应用

本文以CY6140型普通车床主轴系统为研究对象,在集中参数模型的基础上,采用增广传递矩阵法计算主轴部件静动态特性,编制了计算机程序,并应用该程序对机床主轴系统进行静动态特性的分析计算。     

对高速电主轴静刚度的测试及分析

为研究高速电主轴静刚度的特性,利用DH3818静态应变测试仪,以高速电主轴为本体,研究高速电主轴静刚度与作用在电主轴上的力之间的关系。使用静态应变测试仪和力传感器在电主轴处于稳定状态时对1.5×10~4r/min电主轴和6×10~4r/min电主轴的径向刚度和轴向刚度进行测试,通过测试得知:高速电主轴静刚度大小与端部变形量成反比。对比分析1.5×10~4r/min电主轴轴向刚度与径向刚度,可知电主轴径向刚度远远大于轴向刚度;对比分析1.5×10~4r/min与6×10~4r/min电主轴径向刚度,可知最高转速低的电主轴比最高转速高的电主轴刚度大。又因为过低的静刚度会对数控机床的性能造成影响,所以提高电主轴静刚度也可使机床的性能得到提高。     

高性能直驱混联数控机床静刚度分析

基于模块化设计技术,开发了一种由直线电机驱动的高性能混联数控机床,主要由2-DOF并联主轴头和XY工作台两大功能模块组成。以该机床并联主轴模块为研究对象,基于边界元和刚度矩阵组集方法,建立了机床静刚度模型,并编制了刚度计算软件,由此计算得到机床主轴在整个工作空间内位置刚度和旋转刚度的分布。数值仿真表明:该机床具有较好的刚度特性,满足轻切削加工静刚度设计要求。     

基于可靠性分析的主轴优化设计

基于Workbench软件对加工中心主轴静刚度进行研究。在静力学分析基础上,以主轴质量为约束条件,对主轴进行了静刚度优化设计;在考虑主轴尺寸、载荷、材料性能以及轴承刚度等参数随机分布的情况下,利用概率统计的思想对优化后的主轴进行了six sigma可靠性分析。结果表明,优化后主轴刚度提升17.5%,满足使用要求;可靠性灵敏度分析表明外载荷、轴承刚度以及主轴外径的随机变化对主轴刚度影响较大;优化后的主轴可靠度达到100%,安全可靠。     

龙门铣床的动、静特性研究

构造了龙门铣床的有限元模型,结合工程实际,定义了龙门铣床的静刚度,进而考察了龙门铣床的动、静力学特性,以及铣头在不同工位和主轴伸出长度对铣床动、静特性的影响.探讨了重力和切削力对整机变形的影响及各主要部件对整机刚度的贡献.所得结论为龙门铣床的结构设计和改型奠定了重要的理论基础.     

基于ANSYS二次开发的机床主轴单元分析系统

基于VB和ANSYS提供的二次开发工具APDL,建立了数控机床主轴单元参数化分析系统.此系统具有友好、方便、易用的人机交互界面,对复杂、难于理解和掌握的ANSYS命令流进行了后台封装,避免了大量的重复性分析工作,提高了分析效率,为机床主轴单元的合理设计提供了依据.     

高速精密数控立式加工中心整机静动态特性分析

利用Pro/E强大的三维建模功能建立立式加工中心整机数学模型;采用有限元分析的基本方法和理论对整机进行静动态特性分析,根据静态计算结果和振型图找出结合部薄弱环节并对整机的动态特性做出评价;用专门的实验设备得出机床整机的静态和模态数据,来验证分析结果的正确性,为以后类似机床整机模型的有限元分析和无样机条件下的机床虚拟设计提供参考。     

数控机床进给系统静动态特性分析

进给系统作为数控机床的主要组成部分,其性能直接影响机床的加工精度和加工效率,对其静动态特性进行分析有着重大的意义.运用有限元方法对数控机床进给系统进行静动态特性分析,得到进给系统的静力变形云图、固有频率以及振动特性.分析结果表明:进给系统最大变形为5.6μm、最大屈服应力为2.8 MPa、安全系数达到15,均符合要求,...     

机床主轴相似设计方法的研究

提出了运用相似理论优化设计机床主轴及轴承的设计方法，并用实例对该方法进行了验证。     

2-PRR并联机构的静刚度试验研究

在不考虑驱动电机刚度的条件下,分别在2-PRR并联机构的连杆平面内的3个典型位置沿X和Z向分步加载,测量得到了在相应方向上的位移值,给出不同位置和方向上的刚度曲线,并将所测的位移值与边界元法计算的位移解析值进行了比较。结果表明:在同一个测量点,Z向刚度明显比X向刚度大,在不同的测量点,其特定方向的刚度虽有变化,但刚度变化在同一数量级;实际测试的相对刚度值与边界元计算的理论刚度值的变化趋势一致。