机床结构件振动特性的有限元法计算研究

本文提出了机床上各种结构件的振动特性的电子计算机计算方法。在力学和数学分析的基础上,采用有限元法对机床床身的两种模型和 C616型车床床身进行了振动特性的计算、由于所编程序具有一定的通用性,所以各类机床或其它机器的底座、床身、立柱及箱体等薄板组成的零件或薄壳类型的零件的振动特性包括固有频率(基频及前几阶低频)及其相应的振型都能计算,因而在设计阶段就能根据草图进行多方案的计算对比,作出定量分析和科学论证,从而获得优越的振动特性的设计方案。     

大型数控机床床身的振动时效处理

材料的应力应变特性角度和位错理论的微观角度分析了大型数控机床床身振动时效的机理;针对大型数控机床床身的特点,确定了振动时效的工艺方案,进行了振动时效的生产应用.振动时效的结果表明:振动时效能有效地消除和均化机床床身的残余应力,缩短机床床身的制造时间,解决大型数控机床床身制造过程的变形问题,稳定大型数控机床床身的尺寸及精度.     

基于Pro/MECHANICA的机床支承件的振动模态分析

通过三维软件Pro/E建立了机床滑座与床身的三维模型,采用Pro/MECHANICA软件建立了有限元计算模型.通过模态分析,计算了滑座与床身1至3阶的固有频率和振型,分析了各阶振动模态的特点,所得结果有利于机床支承系统的动态特性分析和整体设计.     

基于灵敏度分析的数控丝杆磨床床身优化设计

床身是磨床主要的工作部件,对零件的加工精度有决定性的影响,通过建立机床床身的有限元模型,利用灵敏度分析方法,对床身进行静动态特性分析,再对优化后的床身进行模态和静力分析。结果表明,优化后在质量不变的情况下,床身的静变形和固有频率得到明显提高,该方法可以推广到磨床其他部件的优化,为整机动态特性的优化提供了良好的方法。     

脉冲激振法用于机床模态分析的研究

本文从复模态理论出发,探讨了在机床模态分析中,应用脉冲激振法激励机床时的一些问题。监用此法对 C336K-1回轮式六角车床进行激励和模态分析。通过付里叶分析系统的模态动态显示(可见录象),形象地演示了机床13阶整机的振动模态和主轴箱、六角头、床身和拖板等4个主要零件的分离振动模态。并清楚地反映了机床在结构上存在的问题。     

某型数控车床床身的模态分析与结构优化

利用ANSYS有限元分析软件,以某型机床床身为研究对象,建立床身的简化有限元模型,以固有频率作为衡量床身动态性能优劣的指标,通过模型在不同参数下的前六阶固有频率及振型进行对比分析,重点研究了不同床身高度时床身固有频率的变化趋势,以及主轴箱支撑台筋板不同布置方式对床身动态特性的影响,并对此提出有效的解决方案.结果表明,优化后的机床床身具有良好的动态性能,进而能够提高机床加工精度的保持性和可靠性.     

数控机床床身筋板布局方式的动态性能分析及优化设计

应用Pro/E软件建立机床床身的三维模型,再利用有限元分析软件ANSYS,分析床身筋板的布局对床身动态性能的影响,选择八种常用的筋板布局,分别进行动态特性的分析,以固有频率和振动模态相对位移量的大小为设计的参考依据,找出床身的优选方案WW型筋板的布局方式,为最终床身结构的优化设计提供了可靠的依据.     

卧式精密数控加工中心结构动态特性分析与螺栓预紧力分析

随着高速数控机床向高精度、高表面加工质量和高生产率方向发展,仅有良好的静刚度已不能满足机床设计的需要,其动态特性已成为评估机床性能的重要指标。由于结构动态特性关系到机床的加工效率、加工精度、生产用材及制造成本等诸多方面,故对结构动态特性的分析已成为机床设计过程中不可或缺的环节。本文重点研究利用AN-SYS11.0有限元分析软件对某型号卧式加工中心进行数字化建模,并计算该机床整机的模态信息。同时,以立柱与床身间的联接螺栓为研究     

零件精度预测模型研究

以典型轴类零件（阶梯轴）为例，用数学统计和模型计算的方法对轴类零件在车床上加工的精度特性进行了分析，确定了研究零件的尺寸、形状和位置精度变化的规律性，从中可以预测用户对零件精度特性的选择及所选择金属切削机床的技术性能指标。     

基于有限元的数控机床床身筋板的动态性能分析与优化设计

应用Pro/E软件建立机床床身的三维模型,再利用有限元分析软件ANSYS对床身部件进行动力学分析,得出了床身前五阶固有频率,为了提高其动力学特性,并进行优化设计,改变床身筋板的形式、数量和厚度,从中选出优化的设计方案.     

传动系统的扭振模态及其数学模型

分析了机床进给进行系统的传动特点以及进给传动系统引起机床运行时的振动特性。主要讨论了机床进给传动链中，单支当量扭转振动系统的计算模型及其建立方法。     

精密机床床身轻量化结构与性能协调设计研究

针对机床床身结构与性能之间的制约关系尚不明确问题,提出明确的关系曲线以及合理的参数取值域;方法基于统计分析和灵敏度分析,对5种常见床身内部筋型进行研究,分析外壁厚度、筋板厚度、质量对结构动静态性能的影响,获得轻量化结构参数与结构动静态性能趋势曲线并指明关键尺寸变化对结构 性能的影响规律,给出机床床身最优构型和结构轻量化设计建议;通过比较5种不同的机床床身筋型,得出 米字筋构型的机床床身结构性能最优,其最大一阶固有频率为334 Hz,相比最差的V型筋床身结构一阶固有频率217Hz,高出54%。并对其中一种筋型床身结构的前三阶固有频率进行仿真和实验对比验证,两者误差在5%范围内,证明了研究方法的有效性。     

基于ANSYS Workbench12的床身模态分析

利用三维软件UG对床身进行建模,在ANSYS Workbench12中对机床进行模态分析,得到床身的固有频率及振型,分析床身结构形式,为床身的进一步优化设计提供依据。     

数控机床基础大件精度保持性研究

针对国产机床生产厂家振动时效工艺不规范导致数控机床基础大件精度保持性较差这个问题,提出了一种振动时效工艺参数选择方法。该方法通过模态分析和谐响应分析的方法对振动时效的工艺参数进行合理选择。在此基础上,对两个相同床身分别在原振动时效工艺和新振动时效工艺下进行振动时效的效果评价试验,结果表明,新工艺下的振动时效平均应力消除率为65.1%,原工艺下为38.5%,新振动时效工艺下床身的应力消除率是原振动时效工艺下的1.69倍。由此验证了提出的新振动时效工艺的正确性和有效性,表明该方法能够显著提升数控机床基础大件的精度保持性。     

车削颤振的模拟实验

机床中可能产生的振动有自由振动、强迫振动和自激振动,机床的自激振动又称机床颤振.是刀具和工件之间在切削过程中自发产生的振荡,通常是由切削过程的动态不稳定或导轨上运动质量的动态不稳定等原因造成的.它对加工表面的光洁度、精度、刀具寿命和生产率都产生有害的影响.刀具与工件之间是否产生颤振主要取决于机床结构特性和切削过程特性,机床的颤振就     

有空间角度孔的常用加工方法

机械加工中会经常遇到一些在装配时起定位或定向作用的主要零件,这些零件往往有带空间角度的销孔需要进行精加工,但在常规的有三个坐标的加工机床中加工有角度的孔的精度是难以保证的。在有空间角度孔的加工中,常用一些特别的夹具,如万能回转台,或常用一些高档机床,如五轴联动数控机床等。在加工时涉及到了一些空间角度的计算,正确的角度计算才能保证操作人员将零件在机床中定位在正确的位置,以便加工出合格的零件。     

内圆磨床的热变形及其对加工精度的影响

对于自动获得尺寸的内圆磨床来说,热变形是一种重要的系统性误差来源。由于机床的热源众多,结构复杂,使变形状态也非常复杂,增加了温升及变形计算上的困难。本文应用多级发热理论近似地解决上述计算问题,并推导出由热变形所引起的加工误差的计算公式。文中还应用尺寸链原理分析了M228半自动内圆磨床在磨削过程中的机床热变形对加工精度的影响。机床温升、温度场及热变形量的测定结果表明,整台机床有较大的温差,主要热源是液压部件及磨杆轴承,由于床身及磨杆等部件同时热变形,使主轴及磨杆的相对位置在受热过程中远离,因而使工件尺寸趋大。这与实验尺寸点图是一致的。为了降低甚至消除热变形的影响,将床身下部的油箱移出机床,并隔绝油缸的热影响,结果床身热变形以及系统性误差大大降低。通过实验,证实了上述误差分析和计算方法是正确的。所采取的消除热变形的措施是有效的。可以作为改进机床设计的参考。     

机床支撑地脚结合部参数辨识方法

支撑地脚动态特性直接影响机床整机的动态特性,对地脚结合部进行参数辨识可以更准确地建立机床整机动力学模型。该文提出一种地脚结合部等效刚度和阻尼的辨识方法。将某床身试验台的地脚结合部等效为3向弹簧阻尼系统进行动力学建模,通过模态试验得到床身的模态频率与阻尼比,由此辨识出地脚结合部的等效刚度和阻尼。然而,该方法无法直接对任意支撑状态下的地脚等效参数进行辨识。针对这一问题,该文先对均匀质量床身对称支撑状态下的地脚结合部进行参数辨识,然后改变地脚所受正压力的大小,重复参数辨识过程,得出结合部参数与正压力的关系,用于计算任意承重状态下的地脚结合部参数。参数辨识结果表明,地脚结合部等效刚度和阻尼均随着正压力的增大而增大。通过有限元仿真对参数辨识结果进行了验证,考虑地脚参数的有限元模型仿真结果与试验结果一致。     

机床模态测试技术的应用

机床的模态测试技术应用越来越广泛,机床模态测试技术主要应用方向为:建立机床的动力学模型进行动态特性分析、机床的稳定分析以及在线监测。对现在常用到的模态测试的原理进行了介绍。机床模态测试技术主要包括三方面内容:激励、测量和分析,由实测激振力和振动响应求出频率响应函数后,根据频率响应函数与模态参数之间的关系式,经过分析计算振动系统的模态参数,建立机床的动力学模型,用于对机床进行动力学分析。对机床模态测试技术的应用进行了总结,对机床模态测试的流程进行阐述。     

车削加工中振动的原因与消振措施

在机械加工中产生的振动都具有受迫振动和自激振动,与机床、夹具、刀具和工件组成的工艺系统的动态特性有关。详细分析了车削加工中振动的主要类型及产生的原因、振动的危害,并从刀具、夹具、切削工艺等方面提出了减小或消除振动的措施。