龙门加工中心横梁关键尺寸灵敏度分析与优化

龙门加工中心横梁关键尺寸灵敏度分析与优化
龙门加工中心横梁关键尺寸灵敏度分析与优化

3317龙门加工中心参数

V3317龙门加工中心相关参数 本文由伯特利数控提供,伯特利数控(Bethel CNC)致力于加工中心、钻攻中心、精雕机、石墨机。更多详细相关资料请进入伯特利数控(Bethel CNC)查阅。 V3317型机床参数: 机型V3317 系统控制器三菱系统控制器M70 / 发那科系统控制器0i 行程 X 轴行程3300mm Y 轴行程1600mm Z轴行程800mm 主轴 主轴规格BT50/Φ190mm 主轴传动方法直联式 主轴转速6000rpm 主轴功率18.5/22kw 轴向传动方式 X 轴传动方式齿轮传动(1:4) Y 轴传动方式齿轮传动(1:3) Z轴传动方式齿轮传动(1:3) 进给 X/Y/Z 轴快速进给15/20/15m/min 加工进给速度1-10000mm/min 精度 定位精度±0.005/300 重复定位精度±0.005 工作台 工作台尺度1500*3300mm T型槽规格8*22*170mm

工作台最大负载 10000kg ( 均匀散布) 其他 机床最大重量26000kg 机床尺度8700*4700*4550mm 注: 本公司对所有产品标准、机器外观,产品规格均不断研究改善,上述标准只做参考,若有变更,恕不另行通知。 标准配置: ●半封闭防护罩●切屑液系统●工具箱和随机技术文件 ●主轴6000RPM●电气柜空调●地基垫铁和调整螺栓 ●主轴油冷机●主轴锥孔清洁空气●高压水枪 ●刚性攻牙●机床照明LED工作灯●清洁气枪 ●USB,CF卡和以太网接口●豪华不秀钢三色警示灯●操作维修手册 ●自动润滑油系统●电子手轮●控制电路资料 可选配置: ●24把圆盘刀库●主轴转速8000RPM●排屑器 本文由伯特利数控(Bethel CNC)编辑,转载请注明!

如何做结构设计优化

如何做结构设计优化 一、结构设计优化必不可少 设计优化对于成本控制来说具有极端重要性,不可不察。而设计优化往往是被忽略的,更多的则是不具备这个能力。 设计优化主要是从成本控制的角度对原设计进行排查,排除设计的盲区和死角,发现差错、纠正不足,降低不安全因素,为您找回流失的成本。剔除原来设计中的虚高的, 无用的,不安全的,不合理的成本。 结构设计优化,也如同人减去多余脂肪,达到健美目的,杜绝不必要的浪费。加大构件截面,提高配筋率,并不一定增加结构的安全度,有时反而是坏事,如增加建筑自重,形成超筋破坏等反作用。 结构设计优化并不是单纯的“挑毛病”,而是通过交流、沟通,找到更为合理、更经济的设计。结构设计的优化,不是以牺牲建筑适用性、结构安全度和抗震性能来求得经济效益。 在所有的设计优化中,结构设计优化空间最大,结构成本的弹性和离散性大,最有成本控制的意义,是优化的重点。 二、结构设计优化重点 结构设计优化根据优化深度难易分几个层次,一是结构体系与基础类型的优化与比 选;二是规范方面解理错误的纠正;三是结构说明不适用条款的修正;四是钢筋构造不合理的改正;五是设计图纸纠错。 结构优化不是单方面以降低成本减少含量钢量为目的,结构优化是对原结构设计改 进,不是追求局部最优,而是为了达到整体最优。 通过对多种结构方案进行选型和经济分析,提供决策依据;对影响结构的因素(如地

勘、安评报告等)进行分析,统一技术措施;对构件截面及布置等进行调整,对荷载、计算参数等进行复核。 注重概念设计,从宏观上控制结构安全,根据力学概念和工程经验进行判断。 结构设计优化有“尺寸优化,形状优化,拓扑优化,布局优化、配筋优化、构造优化“等。 结构设计优化着重于以下几个方面: 1、选择规则的平面方案和立面方案,避免过大的外挑和内收,避免应力的突变,避免薄弱层,保持受力的均衡。尽量不设转换层,尤其是高位转换,同一建筑不要做多功能多用途设计。这受制于建筑设计。建筑设计往往追求外观的新奇现代,天马行空,不计成本,也不考虑抗震等因素。越是复杂的不规则的建筑造型其抗震性能下降建筑成本增加。应该追求简约而美的设计理念,摒弃复杂而丑的设计风格。 2、刚度与延性的平衡。结构刚度大,含钢量高,延性反而差,地震反应大,抗震 性能低。延性的本质是提高结构的变形能力,控制结构整体破坏形态。可以通过减少刚 度增加延性既提高抗震能力又能节约钢筋。 3、如结构体系的选择对造价影响甚大,如异形柱框架比普通框架含钢量大;短肢剪力墙含钢量比普通剪力墙结构高。 4、选择合理的基础形式,基础形式有独基、条基、桩基、筏基、基础梁、承台等, 般选择复合基础,即几种基础类型的组合,组合种类不宜过大,基础体系应简洁, “承台+筏板”、“基梁+筏板”、“承台+基梁”等,尽量设计成无梁板。当底板采用梁板式时,基础梁计算应充分考虑承台的作用。特别是裂缝宽度计算时,梁取承台边处的弯矩进行控制,承台算至柱边。

龙门加工中心.

GR 龙门加工中心
操作手册附录
安 全
阅读和遵照所有的安全警告标识 - 请阅读操作手册的安全指南章节。注意工厂里您身边其他人;飞溅的切 屑可能严重伤害到没有保持安全距离的人。请随时携带防护镜。开始试切削 / 调试应以低速进行,减少工具或 机床可能的损坏。如果是开放式铣床,强烈建议您使用切削防护罩。
为了确保安全,只有受过培训和 认证的人员才可以进行操作。以 下警告是为了防止操作人员发生 事故。每位操作人员必须阅读此 章节和理解安全操作机床的要求。 STAY CLEAR
A
对机器的改进或这些步骤不能确 保操作安全。在移走任何部件进 行维修或保养时,机床的电源必 须关闭。
任何您认为有必要的防护和安全 设备是操作人员的责任。
刀库随时都有可能启动。当机床 接通电源时,所有人员必须远离刀库。
STAY CLEAR
B STAY CLEAR
B
STAY CLEAR
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BASE CASTING
BASE CASTING
COOLANT TANK COOLANT TANK
FRONT
FRONT
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OPERATOR ZONE OPERATOR ZONE
DOOR
DOOR
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GR 510/512 GRGR51701/05/17212 GR710
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36” B
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C 30” C 304”2”
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龙门机床横梁导轨加工

动梁龙门机床横梁导轨加工

目录 一、概述 二、横梁有限元分析 一)横梁结构特点及工作状态分析 二)横梁静态分析 三)横梁导轨分析结果处理 三、横梁导轨加工 一)效验横梁导轨有限元分析结果 二)检测加工设备精度 三)横梁导轨加工 四、结束语 五、参考文献 一.概述

装备制造业是整个工业的基础,而机床行业更是装备制造业的基础。近几年我国加大了对装备制造业的投入, 机床行业也在这个时期得到了突飞猛进的发展。无论是从 产量上,还是产品规模上,中国机床行业都已经在世界机 床行业中占据了重要的地位。 随着装备制造业的不断发展,“先进制造技术”的概念被提出。装备制造业逐渐向精密化、极端化方向发展,因 此近几年机床行业的主要发展方向是大型重切削机床和小 型高精密机床。我国机床行业近几年也开始转变发展方向,将进一步提高机床的精度作为主要的发展方向。 动梁龙门移动式机床结构是最适合大型重切削机床,而从整个动梁龙门移动式机床的结构分析。横梁零件即直 接决定机床Y轴精度,又间接影响机床的Z轴精度。再从 横梁零件的工作状态分析,横梁即受本身自重变形影响, 又受Z轴工作时产生的力影响。因此,可以看出横梁零件 是影响机床Y轴、Z轴两个方向精度的主要零件,而其零件 本身的受力情况又比较复杂。 所以,提高横梁零件的加工精度,对提高机床精度以及横梁零件的加工工艺都具有很大的意义。 二. 横梁有限元分析

一)横梁结构特点及工作状态分析 图1,动梁龙门机床整体结构图 动梁龙门机床的主要结构如上图1所示,其运动特性是:两组床身是机床的X轴,整个龙门框架在两组床身上移动;两个立柱是机床的W轴,横梁在立柱上沿导轨上下移动;横梁是机床的Y轴,滑枕和滑板沿横梁导轨左右移动;滑枕在滑板中上下移动是机床的Z轴。 按上图1所示,横梁零件主要承受的力由两方面产生:一是横梁自身的重量。按龙门机床的结构特点分析,横梁两端支撑,中间悬空。随着机床Y轴行程的增大,横梁自身变形量也会相应的增大。二是滑板、滑枕和铣头体等零件在横梁上移动,导致横梁产生的变形。

龙门加工中心的结构特点【深度解析】

龙门加工中心的结构特点【深度解析】 内容来源网络,由“深圳机械展(11万㎡,1100多家展商,超10万观众)”收集整理! 更多cnc加工中心、车铣磨钻床、线切割、数控刀具工具、砂轮、自动化、数字无人工厂、精密测量、3D打印、激光切割、钣金冲压折弯、精密零件加工等展示,就在深圳机械展。 龙门加工中心的结构分类 龙门加工中心的龙门架由两个立柱、横梁、滑鞍等部件组成,龙门加工中心根据龙门架可为定梁式、动梁式和动柱式龙门加工中心。顶梁式龙门加工中心的横梁固定,工作台移动;动梁式龙门加工中心的横梁上下移动,工作台诚前后移动;动柱式龙门加工中心工作台固定,龙门架移动。龙门加工中心都是主轴与工作台为垂直状态的,比较适合加工大型类的零件。 龙门加工中心的应用 龙门加工中心属于大机床,是专门为了加工大零件而设计的大型机床,主要应用于重工业行业,比如飞机、汽车、船舶等重型行业中,主要加工大型复杂形状的工件,比如加工飞机的梁、框以及大型机械上的某些零件等。总而言之龙门加工中心是为了加工大型复杂零件而设计的一款大型机床,适用于各个行业中,特别是大型零件行业。 龙门镗铣加工中心分类 龙门镗铣加工中心主要适合对平面、孔和其它型腔复杂面进行加工。配置 各种形式的附件铣头,工件一次夹装就可以完成工件五面体的加工。在针

对工件的宽度大、长度长、重量重的情况下,就要选择不同的机型来对应产品的加工。 龙门镗铣加工中心在总体布局上分定龙门和动龙门,同时还分定梁和动梁。桥式布局方式也属于动龙门的一种形式。在这里我们主要把龙门移动工作台固定和定龙门工作台移动,在形式上和精度上做一比较。随着信息技术和计算机数字化技术不断发展,数控机床的性能和效率也不断在提高。目前档次较高的数控系统已经具备高效、高精度,适应于复杂曲面和空间孔系的加工,但对机床整体就要求刚性好、精度高、有热变形补偿、切削力强、稳定性佳、数控系统反响速度快,有自动监控等功能。 对于定龙门数控镗铣加工中心也就是工作台移动数控机床,它的工作台移动有直流或交流伺服电动机通过蜗轮蜗杆、滚珠丝杆和齿轮齿条等形式进行对X轴向的传动,选择传动形式是根据不同长度和不同要求的重要。在工作台移动长度超过8m时,一般厂家都会采用双齿轮齿条这种传动的方式。工作台的运动轨迹是依照水平面的直线度和垂直于水平面的直线度两个方向运行的。保证加工产品的精度也是一项重要指标。这种定龙门数控机床X轴向的导轨长度是该工作台长度的2倍,其中不包括两侧防护罩的长度,所以对厂房来说占用面积较大。 工作台移动式数控龙门镗铣机床,它的工作台移动摩擦形式又可以分为动摩擦和静摩擦两种,在动摩擦形式里有多种如滚珠和滚柱加预载形式的直线导轨、滚动体导轨以及滚动和滑动结合的组合式复合导轨以及完全动摩擦等形式的结构形式。其中直线导轨和滚动体导轨比较适合轻载高速切削

横梁移动龙门加工中心融资投资立项项目可行性研究报告(中撰咨询)

横梁移动龙门加工中心立项投资融资项 目 可行性研究报告 (典型案例〃仅供参考) 广州中撰企业投资咨询有限公司

地址:中国〃广州

目录 第一章横梁移动龙门加工中心项目概论 (1) 一、横梁移动龙门加工中心项目名称及承办单位 (1) 二、横梁移动龙门加工中心项目可行性研究报告委托编制单位 (1) 三、可行性研究的目的 (1) 四、可行性研究报告编制依据原则和范围 (2) (一)项目可行性报告编制依据 (2) (二)可行性研究报告编制原则 (2) (三)可行性研究报告编制范围 (4) 五、研究的主要过程 (5) 六、横梁移动龙门加工中心产品方案及建设规模 (6) 七、横梁移动龙门加工中心项目总投资估算 (6) 八、工艺技术装备方案的选择 (6) 九、项目实施进度建议 (6) 十、研究结论 (6) 十一、横梁移动龙门加工中心项目主要经济技术指标 (9) 项目主要经济技术指标一览表 (9) 第二章横梁移动龙门加工中心产品说明 (15) 第三章横梁移动龙门加工中心项目市场分析预测 (15) 第四章项目选址科学性分析 (15) 一、厂址的选择原则 (15) 二、厂址选择方案 (16) 四、选址用地权属性质类别及占地面积 (17) 五、项目用地利用指标 (17) 项目占地及建筑工程投资一览表 (17) 六、项目选址综合评价 (18)

第五章项目建设内容与建设规模 (19) 一、建设内容 (19) (一)土建工程 (19) (二)设备购臵 (20) 二、建设规模 (20) 第六章原辅材料供应及基本生产条件 (20) 一、原辅材料供应条件 (21) (一)主要原辅材料供应 (21) (二)原辅材料来源 (21) 原辅材料及能源供应情况一览表 (21) 二、基本生产条件 (22) 第七章工程技术方案 (23) 一、工艺技术方案的选用原则 (23) 二、工艺技术方案 (24) (一)工艺技术来源及特点 (24) (二)技术保障措施 (25) (三)产品生产工艺流程 (25) 横梁移动龙门加工中心生产工艺流程示意简图 (25) 三、设备的选择 (26) (一)设备配臵原则 (26) (二)设备配臵方案 (27) 主要设备投资明细表 (27) 第八章环境保护 (28) 一、环境保护设计依据 (28) 二、污染物的来源 (29) (一)横梁移动龙门加工中心项目建设期污染源 (30) (二)横梁移动龙门加工中心项目运营期污染源 (30)

基于模态灵敏度分析的机载控制台尺寸优化

CAD/CAE/CAPP/CAM现代制造工程(ModernManufacturingEngineering)2018年第2期 基于模态灵敏度分析的机载控制台尺寸优化* 朱维兵,巫发茂,晏静江,王和顺 (西华大学机械工程学院,成都610039) 摘要:机载控制台杆件较多,结构复杂,尺寸优化过程中设计变量较多,在尺寸优化前必须对其进行灵敏度分析。以多目标拓扑优化后的某机载控制台下台体为研究对象;以下台体各构件的厚度尺寸作为设计变量;以质量为约束条件;以第一、第二阶固有频率作为优化目标进行灵敏度分析。获得了下台体第一、第二阶模态频率及质量对杆件厚度的灵敏度变化情况及第一、第二阶固有频率相对于质量的灵敏度值。以下台体质量作为优化目标函数;结构第一、第二阶模态频率作为约束条件;选择第一、第二阶模态频率对质量的灵敏度绝对值较大的杆件厚度尺寸作为设计变量进行尺寸优化。分析结果表明,尺寸优化后结构的低阶固有频率明显提高,质量稍有减少,具有较好的动态性能。为下台体结构尺寸的确定提供依据。 关键词:机载控制台;尺寸优化;灵敏度分析;固有频率 中图分类号:TP391 文献标志码:A文章编号:1671-3133(2018)02-0092-07 DOI:10.16731/j.cnki.1671-3133.2018.02.017 Dimensionaloptimizationofairborneconsolebasedon modalsensitivityanalysis ZhuWeibing,WuFamao,YanJingjiang,WangHeshun (SchoolofMechanicalEngineering,XihuaUniversity,Chengdu610039,China) Abstract:Theairborneconsoleconsistsofanumberofbars,thestructureiscomplex,therearemanydesignvariablesinthesizeoptimizationprocess,sensitivityanalysismustbeperformedpriortoitssizeoptimization.Basedontheconceptualdesignandre-constructionmodelofmulti-objectivetopologyoptimization,thethicknessofeachbarcomponentistakenasdesignvariable,thequalityofairborneconsoleistakenasconstraints,andthefirstandsecondordernaturalfrequenciesaretakenastheoptimizationtargets,thesensitivityanalysisiscarriedout.Thesensitivityofthefirstandsecondordermodalfrequencyandthemasstothethicknessofthebarisobtained,andthesensitivityvaluesofthefirstandsecondnaturalfrequencieswithrespecttothemassaregot.Themassofdownthebodyistakenasoptimizationobjectivefunction,thefirstandsecondordermodalfrequenciesareusedasconstraints,selectthebarwhosesensitivityabsolutevalueofthefirstandsecondordermodalfrequencyrespecttothemassislargerasadesignvariable,sizeoptimizationiscarriedout.Theresultsshowthatthenaturalfrequencyofthesizeoptimizationstructureisimprovedobviously,thequalityisslightlyreducedandthedynamicperformanceisgood,whichprovidesbasisforde-terminingthesizeofthesubstructure. Keywords:airborneconsole;sizeoptimization;sensitivityanalysis;naturalfrequency 0 引言 航空电子设备种类繁多,其特点、要求及使用环境等也各不相同,对设备体积、重量及耐力学环境等也要求很高。机载设备在工作中通常会面临严酷的振动环境条件,大量级、较低频率经常会使其产生疲劳损坏。目前对机载设备的结构优化设计研究已经开始从传统的定性、定量设计方法向CAD与CAE技术相结合的智能设计方法转变,其理论也在不断完善。结构拓扑优化较尺寸优化与形状优化更为复杂,在产品开发过程中通过拓扑优化设计法,使产品结构设计结果达到综合最优或较优[1-4]。某机载控制台主要由上台体、下台体和设备控制盒安装架等组成,下台体是整个控制台的主要承载部分。下台体结构优 29*教育部“春晖计划”合作科研项目(Z2014072);四川省教育厅重点项目(15ZA0126)万方数据

绿城地下车库覆土厚度 柱网尺寸 楼板布置体系结构优化设计探讨及管控措施

地下车库柱网尺寸、覆土厚度、楼板布置体系 结构优化设计探讨及管控措施 随着社会经济的发展以及人民生活水平的逐步提高,汽车保有量越来越大,停车难的问题越来越突出。现在新建的项目,不管是住宅小区还是商业写字楼,地下车库的面积越做越大,地下车库在整个项目投资中所占的比重也越来越高,而现在房地产行业的竞争日趋激烈,行业已从暴利时代过渡到微利时代,所以从设计源头有限控制成本就显得尤为重要。本文对经济柱网尺寸、覆土厚度以及楼盖结构布置体系三种影响地下室工程造价的因素进行全面梳理,并对其进行定性定量分析比较,得出一些结论和管控措施,可供设计人员及设计管理者参考。 一.经济柱网尺寸分析 1.一般钢筋混凝土结构的经济跨度在8米左右,每个车位宽2.4米,三个车位的尺寸最接近8米,车库的最经济柱净距为7.2(3X 2.4)米,但随着车辆大型化的趋势,有些当地交警部门要求车位白线内净宽为2.4米,则最经济柱净距变成了7.5(3X2.4+2X0.15)米,考虑柱边长一般不超过600,一般采用8.1米的柱距,舒适经济型柱网采用8.1mX8.1m。但为了考虑工程成本要求,在无当地特殊规定的情况下,可以采用更经济型柱网7.8mX8.1m,同时另设10%大型尺寸停车位,解决大型车停车问题;如车库局部零散位置不足以布置标准车位,可设小车位及子母车位,充分利用地下室面积。8.1mX8.1m经济柱网车位布置图见图(一)。 图(一)8.1mX8.1m柱网车位布置示意图

2.根据项目的实际情况也可以采用短跨小柱距的结构方案,尤其是杭州、宁波等对停车位尺寸要求高的城市,虽然立柱数量较8.1mX8.1m方案有所增加,但立柱对总成本影响甚微,如果设备管线从短跨柱网内通过,层高可以降低 200mm~300mm。在地质情况复杂、水位较高且基坑维护条件较差的项目中,可以节省相当的开挖量和基坑支护费用。但此柱网选用,须经过结合具体地库方案的经济性比较后采用。小柱网车位布置图见图(二)、图(三),各主要城市地下车库适应柱网尺寸表见表(一)。 图(二)6.6mX8.1m~5.0mX8.1m并排三车位柱网布置示意图 图(三)6.6mX5.7m~5.0mX5.7m并排两车位柱网布置示意图

龙门加工中心技术协议

合同编号: GMC308MS龙门加工中心 技术协议 一、设备技术描述、参数及配置 二、设备主要零部件品牌 三、SIEMENS 840Dsl系统主要功能表 四、制造厂商培训 五、设备推荐用油和油脂表 六、设备客户安调准备表 七、设备通用要求及安装、调试 八、设备验收 九、质量保证 十、其他 十一、机床外观图 甲方(买方):乙方(卖方): 代表:代表: 年月日年月日

一、设备技术描述、参数及配置 1、设备技术描述 GMC3080MS型龙门加工中心主要适用于航空、航天、汽车、军工、能源、信息、模具等行业的零件加工。以加工黑色和有色金属大中型复杂零件为对象,具有高精度、高速度、高柔性、环保等特点。其性能指标和精度指标完全符合国家标准。产品经模块化设计,可以按市场需求进行产品系列化和客户化制造,其良好的性能价格比是国内外客户的最佳选择。 整机结构:机床采用龙门框架移动,工作台固定的结构。基础大件均采用优质树脂砂造型、高强度铸铁材料铸造而成,使机床得到高刚性和稳定的精度。主要铸件均经过 有限元分析,筋格布置合理,充分满足机床高扭矩切削的需要。 主轴箱:主轴箱采用方滑枕结构,选用进口主轴,扭矩大、转速高、噪音低,充分满足镗铣及钻孔加工要求。配置西门子系列主轴电机,满足低速恒扭矩和高速恒功 率切削需要。外置编码器,对主轴的位置进行精确反馈,满足刚性攻丝的需要。 油冷却机对主轴降温,提高轴承使用寿命,降低主轴热变形对加工精度造成影 响。 导轨:床身导轨(X轴)为重载滚柱直线导轨,摩擦力小、承载能力强、高速振动小、低速无爬行、定位精度高。横梁导轨(Y轴)为铸铁镶钢导轨,并且设置了卸 荷机构,INA滚动体与滑动导轨组成复合导轨,减少了滑动摩擦阻力,提高机 床定位精度和重复定位精度。主轴箱导轨(Z轴)为四面封闭式环抱滑动导轨, 即铸铁贴塑摩擦副,有良好的吸振性,保证加工时切削平稳,特别适用于主轴 伸长强力铣削,大孔镗削及使用角度头的五面加工。 驱动:X、Y、Z三个坐标轴均采用西门子系列进给电机驱动,三轴均标配光栅尺,稳定性能好,运行可靠。X、Y进给轴采用伺服电机通过减速机驱动齿轮齿条传 动,其中X轴采用左右各两个伺服电机,共四个伺服电机进行双驱同步控制, 以及相邻两个伺服电机采用主从驱动,利用电气控制消除齿轮齿条传动的反向 间隙,Y轴采用两个伺服电机左右分布在滑鞍两侧,进行主从驱动,也利用电 气控制消除齿轮齿条传动的反向间隙,提高了定位精度和重复定位精度的保持 性;Z轴采用双螺母滚珠丝杠驱动,进行预拉伸,并且Z轴滚珠丝杠为双驱结 构,工作更加平稳。 系统:配置高性能西门子840Dsl数控系统,保证了机床控制的稳定性,也保证了用户要求的数控加工功能和辅助功能。 可选配置:FANUC 31i数控系统、刀库、直角头、延伸铣头、深镗铣头、万能铣头等。 机床所有零部件加工、装配成品质量符合产品图纸及相关技术要求,其安全标准符合GB15760-2004《金属切削机床安全防护通用技术条件》的有关规定,其精度标准符合GB/T17421-2000《机床检验通则》及ISO8636.2-2007《龙门铣床检验条件》的有关规定。

结构优化设计的综述与发展

结构优化设计的综述与发展 摘要:结构优化设计,就是在计算机技术等高科技手段的支持下,为了提升机械产品的性能、工作效率,延长机械产品的工作寿命,对机械产品的尺寸、形状、拓扑结构和动态性能进行优化的过程。这是机械行业发展的必然要求,也是信息时代的必然要求。结构优化设计,必须在保证机械产品满足工作需要的前提下,通过科学的计算来实行。文章将简单对结构优化设计的发展状况进行介绍,列举几种优化设计方法,以及讨论未来优化的发展情况。 关键词:结构优化设计发展优化设计方法 1 结构优化设计 结构优化简单来说就是在满足一定的约束条件下,通过改变结构的设计参数,以达到节约原材料或提高结构性能的目的。结构优化设计通常是指在给定结构外形,给定结构各元件的材料和相关载荷及整个结构的强度、刚度、工艺等要求的条件下,对结构进行整体和元件优化设计。结构优化设计一般由设计变量、约束条件和目标函数三要素组成。评价设计优、劣的标准,在优化设计中称为目标函数;结构设计中以变量形式参与的称为设计变量;设计时应遵守的几何、刚度、强度、稳定性等条件称为约束条件,而设计变量、约束函数与目标函数一起构成了优化设计的数学模型。结构优化的目的是让设计的结构利用材料更经济、受力分布更合理。 结构优化设计根据设计变量选取的不同可以分为截面(尺寸)优化、形状优化、拓扑优化三个层次。尺寸优化是选取结构元件的几何尺寸作为设计变量,例如,杆元截面积、板元的厚度等等[1]。而形状优化是选取结构的内部形状或者是节点位置作为设计变量。拓扑优化就是选取结构元件的有无作为设计变量,为0-1型逻辑型设计变量。 2 结构优化设计研究概况与现状 结构优化设计最早可以追溯到17世纪,伽利略和伯努利对弯曲梁的研究从而引发了变截面粱形状优化的问题。后来Maxwell和Michell提出了单载荷仅有应力约束条件下最小重量桁架结构布局的基本理论,为系统地分析结构优化理论作出了重大的贡献。然而长期以来,由于缺乏高速可靠的计算手段和理论,结构优化设计一直无法获取较大发展。 到上世纪六十年代,有限元技术借助于计算机技术,得到了极大的发展。1960年Schmit在求解多种载荷情况下弹性结构的最小重量问题时,首次在结构优化中引入入数学规划理论,并与有限元方法结合应用,形成了全新的结构优化思想,标志着现代结构优化技术的开始[2]。 1973年Zienkiewicz和Campbell[3]在解决水坝的形状优化问题时,首次以节点坐标作为设计变量,在结构分析方面使用了等参元,在优化方法上使用了序列线性规划的方法。其后,众多的学者在此基础上,逐渐发展形成了使用边界形状参数化方法描述连续

龙门加工中心技术协议书范本

合同编号:GMC308MS龙门加工中心 技术协议 一、设备技术描述、参数及配置 二、设备主要零部件品牌 三、SIEMENS 840Dsl系统主要功能表 四、制造厂商培训 五、设备推荐用油和油脂表 六、设备客户安调准备表 七、设备通用要求及安装、调试 八、设备验收 九、质量保证 十、其他 十一、机床外观图 甲方(买方):乙方(卖方):

代表:代表: 年月日年月日 一、设备技术描述、参数及配置 1、设备技术描述 GMC3080MS型龙门加工中心主要适用于航空、航天、汽车、军工、能源、信息、模具等行业的零件加工。以加工黑色和有色金属大中型复杂零件为对象,具有高精度、高速度、高柔性、环保等特点。其性能指标和精度指标完全符合国家标准。产品经模块化设计,可以按市场需求进行产品系列化和客户化制造,其良好的性能价格比是国内外客户的最佳选择。 整机结构:机床采用龙门框架移动,工作台固定的结构。基础大件均采用优质树脂砂造型、高强度铸铁材料铸造而成,使机床得到高刚性和稳定的精度。主要铸件均 经过有限元分析,筋格布置合理,充分满足机床高扭矩切削的需要。 主轴箱:主轴箱采用方滑枕结构,选用进口主轴,扭矩大、转速高、噪音低,充分满足镗铣及钻孔加工要求。配置西门子系列主轴电机,满足低速恒扭矩和高速恒 功率切削需要。外置编码器,对主轴的位置进行精确反馈,满足刚性攻丝的需 要。油冷却机对主轴降温,提高轴承使用寿命,降低主轴热变形对加工精度造 成影响。 导轨:床身导轨(X轴)为重载滚柱直线导轨,摩擦力小、承载能力强、高速振动小、低速无爬行、定位精度高。横梁导轨(Y轴)为铸铁镶钢导轨,并且设置 了卸荷机构,INA滚动体与滑动导轨组成复合导轨,减少了滑动摩擦阻力,提 高机床定位精度和重复定位精度。主轴箱导轨(Z轴)为四面封闭式环抱滑动 导轨,即铸铁贴塑摩擦副,有良好的吸振性,保证加工时切削平稳,特别适用 于主轴伸长强力铣削,大孔镗削及使用角度头的五面加工。 驱动:X、Y、Z三个坐标轴均采用西门子系列进给电机驱动,三轴均标配光栅尺,稳定性能好,运行可靠。X、Y进给轴采用伺服电机通过减速机驱动齿轮齿条传 动,其中X轴采用左右各两个伺服电机,共四个伺服电机进行双驱同步控制, 以及相邻两个伺服电机采用主从驱动,利用电气控制消除齿轮齿条传动的反向 间隙,Y轴采用两个伺服电机左右分布在滑鞍两侧,进行主从驱动,也利用电 气控制消除齿轮齿条传动的反向间隙,提高了定位精度和重复定位精度的保持 性;Z轴采用双螺母滚珠丝杠驱动,进行预拉伸,并且Z轴滚珠丝杠为双驱结 构,工作更加平稳。 系统:配置高性能西门子840Dsl数控系统,保证了机床控制的稳定性,也保证了用

人字架结构尺寸优化设计

% 人字架结构尺寸优化设计 % 1-主程序 % 人字架优化调用两级减速器目标函数文件与非线性约束文件 % 设计变量(钢管平均直径D和人字架高度H)的初始值 x0=[100;800]; % 设计变量(钢管平均直径D和人字架高度H)的下界与上界 Lb=[20;200]; Ub=[140;1200]; % 调用多维约束优化函数 % 线性不等式约束放入约束函数文件,参数A,b定义为空矩阵 % 没有线性等式约束,参数Aeq,beq定义为空矩阵 options=optimset('largescale','off','display','iter'); % 'largescale','off'关闭了大规模方式; % 'display'用来控制计算过程的显示; % 'iter'表示显示优化过程的每次计算结果。 [x,fn,exitflag,output]=fmincon(@rzjyh_f,x0,[],[],[],[],Lb,Ub,@rzjyh_g,options); % 返回值exitflag:>0表示计算收敛,=0表示超过了最大的迭代次数,<0表示计算不收敛;% 返回值output有3个分量,其中: % iterations是优化过程中迭代次数,funcCount是代入函数值的次数,algorithm是优化所采用的算法 disp ' ******** 人字架结构尺寸优化设计最优解********' fprintf(' 钢管平均直径 D = %3.4f mm \n',x(1)) fprintf(' 人字架高度H = %3.4f mm \n',x(2)) fprintf(' 人字架体积V = %3.4f mm^3 \n',fn) % 调用多维约束优化非线性约束函数(jsqyh_g)计算最优点x*的性能约束函数值 g=rzjyh_g(x); disp ' ======== 最优点的性能约束函数值========' fprintf(' 人字架钢管压缩强度g1 = %3.4f MPa \n',g(1)) fprintf(' 人字架钢管稳定性g2 = %3.4f MPa \n',g(2)) % 2-目标函数(rzjyh_f) function f=rzjyh_f(x); % 人字架跨距B;钢管厚度T; B=1520;T=2.5; f=2*pi*x(1)*T*sqrt((B/2)^2+x(2)^2); % 3-约束函数(rzjyh_g) function [g,ceq]=rzjyh_g(x); % 人字架跨距B;钢管厚度T;载荷P;弹性模量E;许用压应力Cy; B=1520;T=2.5;P=294300;E=2.119e5;sigma_y=690; % 钢管压缩强度条件 Q=0.5*P*sqrt((B/2)^2+x(2)^2)/x(2); % 钢管轴向压力 sigma=Q/(pi*T*x(1)); % 钢管压应力

海天龙门加工中心

海天龙门加工中心 海天龙门加工中心HTM-3225G,加工范围(2300*3350*1200),海天精工 HTM-G系列龙门式定梁镗铣中心,在继承传统龙门机床基础框架刚性强、结构对称、稳定性强等优点的基础上,引进国际先进的动态刚性设计理念,优化设计了移动部件。机床扭矩大,快速响应特性佳,适用于汽车、模具、航空航天、军工、五金等各种机械加工领域的需求。 一,产品配置FANUC数控系统。 1,高刚性、长久的精度保持性 1.1 机床床身、立柱、工作台、横梁、滑鞍、主轴箱等大件均采用优质树脂砂造型、高强度优质铸铁,使机床得到高刚性和长久稳定的精度。床身内部布置三角加强筋,使床身结构厚重,从而使机床得到高刚性和长久稳定的精度。 1.2 X轴采用德国进口重载滚柱导轨,刚性强,动态性能佳。进口大直径丝杠,结构紧凑、运动平稳、精度高,组合成无可挑剔的高刚性,高稳定性机械传动系统。 1.3 横梁采用阶梯式结构,横梁截面大,导轨跨距大,主轴中心到Z轴导轨面距离短,翻转力矩小,结构刚性好。Y轴导轨采用国内首创多滑块超刚性结构,此结构抗震性能好,刚性强,稳定性佳。 1.4 Z轴导轨副采用淬硬磨削矩型导轨,滑动面粘贴美国进口的Turcite

B-HP耐磨软带,接触刚性高。 1.5 优化设计的T型结构滑枕,刚性好,配合液压双油缸平衡,动态特性佳,适合重切削,具备高的精度稳定性和极好的吸振能力。 1.6 高性能的台湾进口主轴,采用润滑脂润滑,可使主轴轴承得到恒定和可靠的润滑,既环保,又免维护,性能卓越。 1.7 进给单元采用大直径的双螺母滚珠丝杠,在两端施加预紧,可消除热伸长造成的精度损失。 二,高精度,高动态响应特性: 2.1 主轴采用三点支撑,前端和中间采用四列高精度角接触球轴承形式,轴承内径为Φ100mm,后端采用双列高精度角接触球轴承支承,使主轴获得高刚性的同时,获得极高的主轴回转精度。 2.2 Z轴宽大铸铁淬硬精密磨削导轨,滑动面粘塑,动静摩擦系数相近,减少机床低速爬行现象,定位精度高,同时获得高的动态响应特性。 三,热稳定性好: 3.1 主电机位于滑枕正中心,受力对称,热变形对称,热稳定性好。 3.2 主轴油冷机单元:为提高加工精度,热电偶与机床身相连,以控制主轴轴承和齿轮箱循环油的温度,以此可保证机体与主轴温度的热稳定。 3.3 采用热电阻软件补偿功能,确保主轴热伸长引起变形也不影响工件的加工精度。 四,高效率: 4.1 主轴转速可达6000rpm,X轴12 m/min,Y、Z轴快速达15m/min。 4.2 机床自动循环中,可进行刀库刀具的手动装卸更换,刀具换刀时间刀对刀2.9sec。 五,大扭矩: 5.1 主电机18.5/22KW,主轴箱采用德国ZF精密齿轮变速箱,保证低速大扭矩,恒功率区间大,最大扭矩可达560Nm。

XK24系列龙门加工中心规格说明书

XK24系列龙门加工中心 规格说明书 产品型号X K24 数控系统 一、XK24系列龙门加工中心介绍

本机床是由资深的技术团队自主研发,设计过程参考和吸收欧洲、日本、台湾等机床厂的先进技术,并进行改进和优化,使本机床相对于同类产品具有较大的技术和性能优势。该机床具有很强的数控功能,能三轴同时联动,故可加工较大的各种复杂凹凸型腔模具的工件;此外还具有三坐标直线插补、圆弧插补、螺旋线插补,铣、镗、钻、扩、铰孔等多种功能;因此,本机床具有极高的性价比,广泛被用于汽车、模具、航空航天、军工、五金等各种领域,并使客户取得良好的经济效益。 (一)本机床主要特点: 1、机床结构方面: 该龙门机床的工作台承载导轨采用大跨距和大承载截面,使得机床具有超高强度,保证动态刚性和精度。横梁采用大尺寸的截面设计与阶梯式导轨结构,缩短了主轴中心线到下方导轨的距离,大幅度减少切削力矩导致的弯曲变形及热变形的影响,确保机床的高精度。工作台使用横行T型槽排布,更便于工件装夹和排屑、排水,并提高工作台承重刚性。 厚重的床身和工作台以及超大型立柱和横梁,所有铸件合理的布筋结构,构造出机床的高强度、高刚性。另外三轴“油水独立”设计,床身导水槽整体加高铸出,利于润滑油、切削液易于回收。 2、机床制造方面: A、零件材质:机床床身、工作台等主要铸件均采用集团母公司优质的树脂砂造型的 特高强度铸铁,刚性好、稳定性强。并经过二次退火等时效处理,对比同类产品使用振动时效处理能更好地消除应力变形。 B、零件加工和机床装配检测:本公司拥有多台大型精密加工设备,拥有较强的精密 加工能力,机床的大型零件均由本公司自行加工生产,有效地控制了零件的加工精度。另外,本公司有多名经验丰富的高级技师配合先进的工具与检测仪器,确保了机床精密装配水平,使机床的精度和及其保持性得到保证。 3、配件选用方面: A、导轨方面:标配三轴采用进口高刚性滚柱线轨,相对硬轨可提高移动速度20%至 60%,并保证位置精度的稳定性;Z轴选用加大一级线轨,提高抗扭刚度一倍,更有利于强力切削的稳定性;选配三轴硬轨,为需要高刚性重切削的用户选择。滑枕配置双配重油缸,悬吊式支撑,对称于主轴、丝杠及电机中心,避免不平衡力矩,保证微量运动的平稳性和准确性。 B、驱动轴方面:工作台拖动采用大惯量交流伺服电机,配置高品质进口滚珠丝杠, 经过设计优化拥有良好的定位精度和抗震能力,使机床工作更加平稳。丝杠轴承采用NSK

国产龙门加工中心和数控龙门镗铣床的现状及发展

国产龙门加工中心和数控龙门镗铣床的现状及发展 一、目前国内生产现状及水平 1、基本生产概况 “十五”以来,尤其是最近二、三年,随着国民经济的持续发展和国家对国产数控机床的大力支持,我国许多重要行业对龙门加工中心和数控龙门镗铣床的需求愈来愈大。有需求有市场,就有生产,这是市场经济规律。所以国内不少从未涉及制造龙门镗铣床的厂家,都纷纷上阵,通过引进技术、合作生产等形式,开发研制各种龙门加工中心和数控龙门镗铣床,满足广大用户的需求。根据中国机床工具工业协会对重点骨干企业的统计资料和其他有关资料表明,2005年我国已有11个企业批量生产各种龙门加工中心422台,生产特种数控龙门镗铣床75台。其中年产超过80台的企业有3家:沈阳机床(集团)有限责任公司、宁波海天精工机械有限公司、威海华东数控股份有限公司。而沈阳机床集团在2005年生产包括五轴联动龙门加工中心等各种产品135台,占龙门加工中心总产量的32%。 2、产品结构形式 配置自动换刀结构的数控龙门镗铣床即为龙门加工中心。目前,我国生产的龙门加工中心和数控龙门镗铣床产品的主要品种,根据机床结构布局形式划分为:按龙门架是否移动,分为龙门固定工作台移动式和龙门移动式;按横梁是否在立柱上运动,分为动梁式和定梁式两种;横梁在高架床身上移动称为高架式;按机床净重和工作台承载能力,分为轻型、中型和重型(超重型)等。目前生产的主要规格范围是工作台宽度为800-5000毫米,长度为2000-28000毫米等各种规格尺寸段。应该指出,在2005年国内生产的龙门加工中心和数控龙门镗铣床中,90%左右的规格都集中在1000-2000毫米尺寸段,而95%的品种几乎都是横梁固定工作台移动式。相比之下,工作台宽度在3米以上,尤其是宽度为4000-5000毫米的动梁式超重型龙门加工中心和数控龙门镗铣床,技术难度较大,技术含量较高,目前国内只有一两家能生产。 3、产品技术水平 “十五”期间,是我国机床工具行业发展最快的五年,通过引进技术合作生产等形式,在新产品研发方面取得较大进展。在高速、高精、多轴、复合等方面都有较大突破,尤其是龙门加工中心和数控龙门镗铣床更为突出。从1999年江苏多棱(原常州机床总厂)带头打破西方封锁,试制成功具有自主知识产权的我国第一台五轴联动数控龙门镗铣床以来,已有济南二机、桂林机床、北京一机等多家公司推出五轴联动龙门加工中心和数控龙门镗铣床。尤其是今年2月份在上海举办的中国数控机床展览会(CCMT2006)上,实力雄厚的沈阳机床集团,一次推出6台大型龙门加工中心,其中3台具有五轴联动功能,1台具有五面加工功能,1台为车铣加工中心,这也突出体现了我国龙门加工中心和数控龙门镗铣床在五轴联动功能上,开始走向成熟。近年来,有的厂产品在主轴转速、快速进给、机床精度等主要技术参数已接近或达到国际先进水平。尤其是北京一机截止到今年6月底,仅一年半的时间就签约生产工作台宽度4米、5米的超重型动梁龙门加工中心和数控龙门镗铣床10台,说明我国生产中、高档重型和超重型龙门加工中心和数控龙门镗铣床的厂家在产量和技术水平上有的已迈进国际机床大厂的行列。

立式龙门加工中心安装附件头的精度补偿研究

2018年5月第46卷第10期机床与液压MACHINETOOL&HYDRAULICSMay2018Vol 46No 10DOI:10.3969/j issn 1001-3881 2018 10 039 收稿日期:2016-12-21 作者简介:张亚力(1971 ),男,工程硕士,高级讲师,研究方向为数控加工技术教学与实践三E-mail:cadcam1971@si?na com三立式龙门加工中心安装附件头的精度补偿研究 张亚力,吴振杰 (河北省机电工程技师学院机械工程系,河北张家口075023) 摘要:为了解决实际生产中多工位孔及平面加工精度与成本之间的矛盾,提出选用三轴立式加工中心机床配附件头三该加工方案扩展了数控机床的加工范围,提高了数控机床加工效率,实现一次装夹可以加工多个表面三附件头安装后,操作者必须对附件头进行精度补偿,分析了附件头精度具体补偿措施与检测方法三 关键词:附件头;精度补偿;数据测量 中图分类号:TG54一一文献标志码:B一一文章编号:1001-3881(2018)10-145-4 PrecisionCompensationResearchforAccessoriesinVerticalMachiningCenter ZHANGYali,WUZhenjie(DepartmentofMechanicalEngineering,HebeiInstituteofElectromeChanicalEngineering,ZhangjiakouHebei075023,China)Abstract:Tosolvetheconflictbetweencostandprecisioninactualmulti-holeandsurfacemachining,threeaxisverticalgantry machiningcenterequippedwithaccessorieswasproposed.ThemachiningrangeofNCmachinetoolwasexpandedandtheprocessingefficiencywasimproved.Andprocessingmultiplesurfacebyonetimeinstallingwasachieved.Afterinstalling,theoperatorhadtocompensatetheprecisionfortheaccessories,sospecificcompensationmeasuresandtestmethodswereputforward.Keywords:Accessory;Precisioncompensation;Datameasurement一一如图1所示为大型升降台铣床的支撑套,工件左右两侧?220mm的孔和上表面两个?80mm孔需要加 工,且工件尺寸比较大,机床运动行程长 三图1一支撑套简图考虑到生产成本问题,通常选用三轴卧式机床加工,需要多次安装工件才能完成,这就会造成支撑套每次在夹具上所占据的位置不可能完全一致,致使工件加工后存在加工误差三如各项加工误差之和大于规 定的工件工序工差时,得到的产品就不会合格三在普通卧式机床上加工后,作者采用桥式三坐标测量仪对工件进行检测,结果发现工件Z方向?80mm孔与X 方向?160mm孔的垂直度误差为0 102mm(实际要 求0 03mm),X水平方向?220mm孔同轴度误差为 0 116mm(实际要求0 04mm)三1一解决方案 选择台湾某厂家的型号为LP4025YZ的立式龙门 加工中心(FANUC18i系统),配90?自动分度附件 头(5?分度),工件只需一次安装即可完成多方位孔 及表面的加工,无需改变机床结构就可以极大地增大 其加工范围和适应性,实现立卧转换加工功能三 附件头是一种可以不需要二次装夹工件来完成多 个方位表面加工的机床附件,主要装配在龙门加工中 心及镗床上,用于扩展机床的加工范围,可实现五面 加工及特定角度斜面加工三 近年来,大多数生产企业机械加工设备已经数控 化三如何充分发挥数控机床作用二提高加工效率是急 需解决的问题三特别是大型数控龙门铣二落地镗铣床 等机床,为扩大设备的加工功能,均配置了直角铣 头二万向角铣头等多个机床附件,而机床附件头的功

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