数控机床主轴静动态特性分析与优化设计

现如今,机床主轴系统的静态及动态刚度作为影响机床加工精度的重要因素,因此,应根据CREO基准合理构建相应的三维建模,详细分析模型的实时动态,了解并掌握主轴的变形量、固有频率及振型等各类静动特征.本文以主轴整体质量达到最优状态为主要优化目标,并优化主轴孔径、支承跨距、主轴外径及前段悬伸量的实时数据,合理比对优化前后的主轴...     

机床主轴动态特性优化设计的遗传算法实现

机床主轴的动态特性设计可归结为特征值反问题的求解。研究了基于神经网络和遗传算法机床主轴动态特性结构优化设计的求解方法。计算结果及分析表明它是求解一切特征值反问题的有效方法。     

机床主轴系统动态特性的动态图形显示

文章叙述了根据动画显示原理研制的在FC机上实现的主轴系统动态特性的动态图形显示软件及其与动态分析程序在DOS环境下的联接,从而实现了对主轴系统振动过程和振动形态的生动画面描述。     

机床主轴—轴承系统动态特性实验研究

主轴-轴承系统的动态特性是机床主轴部件优化设计的重要指标。本文对轴承结构型式及其周边零件对车床主轴频率响应的作用进行了实验研究。实验的测试结果表明工件-主轴系统的阻尼特性很大程度上受轴承结构型式及带轮安装方式的影响。尤其在一阶振型时双列圆柱滚子轴承的结构型式优于圆锥滚子轴承,但是在二、三阶振型时则劣于后者。主轴的阻尼能力借助于后端带轮的卸荷安装方式而得到改善。     

浅议数控机床主轴系统动态特性分析

机床主轴部件是机床的最关键部件,其性能的好坏直接影响机床的最终加工性能。本文对数控机床主轴系统动态分析的技术现状进行了分析。     

滚动支承机床主轴部件动力学优化设计通用软件系统—PODS

本文研究了机床主轴部件的动态设计,获得一种以动力学特性为目标,适合工程实用的优化设计方法,并以此为基础,开发出一种科学而实用的通用软件系统。     

精密车床主轴动态特性对系统稳定性的影响

根据精密车削中心切削细长零件的特点,利用系统动力学和线性稳定性理论,建立切削系统稳定性数学分析模型,明确了稳态切削区域与主轴转速和切削深度等切削参数的关系;根据这一数学模型,借助于稳定性耳图,进一步应用试验方法研究了精密车削中心主轴部件的动态特性对系统稳定性的影响.研究表明,随着工件悬臂长度增加,切削系统的稳态临界切深呈现下降的趋势,但并不是线性关系,在局部会出现稳态临界切深增加的情况.主轴夹紧力对系统稳定性的影响取决于系统刚度和阻尼的耦合变化,总的趋势是系统的刚度随着夹紧力增大而增加,但夹紧力增加会降低系统的阻尼,当阻尼的减少超过刚度的增加时,夹紧力增加将会降低系统的稳态切削深度.     

轴承刚度对主轴-卡盘-工件系统动态特性的影响

考虑在实际工况下,主轴系统安装上卡盘和工件后动态特性会发生变化,基于有限元法完成了主轴-卡盘-工件系统模型的建立,进行轴承刚度对主轴-卡盘-工件系统动态特性的影响研究。研究结果表明:轴承刚度对两系统动态性能的影响规律不同,前、后轴承径向刚度对主轴-卡盘-工件系统动态特性的影响较大,但两者刚度影响区间不同;前、后轴承轴向刚度对主轴-卡盘-工件系统动态特性影响较小,尤其对提高系统临界转速作用不大。     

基于遗传算法的数控机床主轴优化设方法

通过分析主轴的结构和加工过程中的受载变形情况,建立了主轴优化设计的数学模型.针对传统优化设计方法在解决主轴优化设计中出现的问题,引入遗传算法,应用实数编码规则和改进的遗传算子对数控机床主轴进行优化设计.在VC++平台上,利用C++语言构建基于遗传算法的数控机床主轴优化设计系统.通过实例设计及结果分析,验证了应用基于遗传...     

机床主轴支承对主轴系统静、动态特性的影响

本文研究了机床主轴滚动支承的某些重要因素,如前轴承类型、轴承预加负荷、支承数目、主轴二支承结构的支承跨距、主轴三支承结构的紧支承位置及支承跨距等对主轴系统静态和动态特性的影响。     

数控机床主轴热特性分析

主轴热误差是数控机床热误差的主要组成部分,热弹性现象是交替变化的热源作用在构件上产生的,误差补偿是提高机床精度的最有效方法之一．为此,提出并分析了一维主轴热弹性现象产生的原因及其重要特征,并通过有限元分析和实验验证了热动态特性的存在及变化规律．随着时间的增长,温升．热变形之间的关系会逐渐趋近稳态,但不可能获得绝对的稳态．在传热过程中,随着传热距离的增加,温度变化滞后性越大．     

灌胶结合面对数控机床动态性能影响研究

为了定量研究灌胶结合面对数控机床整机动态特性的影响,该文根据试验测得的小面积灌胶结合面特性参数,建立预测灌胶结合面参数的神经网络模型.建立弹簧单元,将结合面参数应用在整机有限元模型中,分析整机动态性能.结果表明:灌胶情况下的整机动态性能比无介质情况下提高约20％.以机床动柔度为评价目标,研究了灌胶厚度对整机动态性能的影响,得出灌胶的最优厚度区间是1.5 ～2 mm.     

机床主轴动压滑动轴承动态性能分析计算

对机床主轴动压滑动轴承的结构原理和动态工作状况进行了分析 ,用泰勒展开导出动压滑动轴承动态特性参数 ,对两支承对称主轴系统的稳定性进行了分析计算     

主轴回转误差的动态数据模型研究

从车床切削过程的动态模型出发，分析了用动态数据系统（ＤＤＳ）方法建立主轴回转误差模型的理论基础，直观，深入地展示了模型建立的条件和实质，进一步对实测的多组主轴回转误差信号，建立了ＡＲ模型。通过模型的预测误差研究，验证了模型和文中理论分析的正确性，本文结论可用于实时误差补偿系统中，为主轴回转误差的建模和预测方案设计提供依据。     

基于ANSYS机床主轴箱仿真分析

有限元方法是现代工程分析与设计的一种快捷、有效的辅助工具。有限元分析及结构优化等CAE技术的应用,对缩短产品开发设计周期、降低产品制造成本、增强企业竞争力具有重要的意义。以数控铣床主轴箱为研究对象,采用了有限元软件ANSYS计算分析了数控铣床主轴箱的应力分析和模态分析,分析结果为铣床主轴箱的设计提供了理论依据,提高了计算精度,缩短了设计周期。     

数控机床超长进给机构研究

介绍了提高超长进给机构精度的几种方法,提出了一种新的方案,即将齿轮齿条传动结构应用于数控机床超长进给机构,采用电气消隙形式,解决了齿轮与齿条间的反向间隙;机械的闭环形式,消除了电机到齿轮之间的所有背隙,从而保证进给运动的高精度,并应用于实际机床生产中.     

机床主轴系统采用油膜辅助支承的研究

本文对机床主轴系统采用油膜辅助支承进行了试验研究,通过试验及计算机模拟计算,确定出油膜辅助支承最优阻尼系数。将CA6140型车床主轴系统的中间滚动支承更换为油膜辅助支承后,其共振频率提高11Hz,轴端共振振幅降低48％,极限切削宽度提高40％。油膜辅助支承具有结构简单、成本低、工作可靠、安装方便等优点,可使主轴系统的动态性能及切削抗振性得到显著提高,对其回转精度及其它性能均有较好效果。     

数控机床进给系统的空载功率模型和空载功率影响因素分析

在分析数控机床关联部件能量消耗的基础上,建立数控机床进给系统的功率模型,研究进给系统的空载功率特性和影响空载功率的因素,并对1台数控机床进行仿真分析和实验验证。结果表明,进给系统的空载功率与进给速度是单调递增的二次函数关系,进给速度和负载质量影响进给系统的空载功率,但是负载质量对空载功率的影响极小。仿真分析及实验验证结果证明模型是有效的。