高速立式镗铣加工中心滑枕动态特性有限元分析
: l :
率和相应振 型 以及滑枕 结构 9个关键 点的位移 频率 曲线 。分析 结果表 明 , 滑枕 的薄 弱环 节在其 与 丝 杠接 触的部位 , 削力频 率与 滑枕五 六 阶 固有频 率 接近 时, 切 滑枕 容 易发 生共 振 :据 此提 出 了针 对性
.
t a tec n atrg n b t e a a d g iesrw sa f i p r a d te f h a d s t aua fe h t h o tc e o ewen rm n u d ce wa al t n h f n i h n t rl r, i l a i t x
文 章编 号 :0 101—2 6 2 1 ) 6—0 0 2 5( 0 1 0 0 1—0 4
高 速 立式镗 铣 加工 中 心滑 枕 动态 特 性有 限 元分 析
丛 明 , 责 飞 , 王 宋 健
( 大连理 工 大学 机 械工程 学院 , 宁 大连 1 6 2 ) 辽 0 3 1
第 6期 Leabharlann 21 0 1年 6 月 组 合 机 床 与 自 动 化 加 丁 技 术
M o u ar M a h ne To l & A u o a i a uf t i c ni ue d l c i o t m tc M n ac ur ng Te h q
NO. 6
J n.2 1 u 01
nn a . i g ofr m
摘 要 : 高速 立 式 镗 铣 加 工 中心 滑 枕 为 研 究 对 象 , 对 其 结 构 特 点 , 立 了滑 枕 、 块 和 丝 杠 组 合 体 以 针 建 滑 的 有 限 元 模 型 .考 虑 到 滑 枕 与 滑 块 和 丝 杠 的联 接 方 式 和 运 动 形 式 等 因素 , 用 A S SWoke c 采 N Y rb n h中
CONG n Mi g,W ANG Gu —e ,S ifi ONG Ja in
( c o lo c a ia fE gn eig ain U iest o e h oo y S h o fMe h nc l n ie r ,D l nv ri f c n lg ,Dain 1 0 3,C1 a o n a y T l 6 2 a 1 1n ) i
q e c e o d be a o s d e sl A l t e e pr v d S i u n i s w ul r u e a i y. l h s o i e U mpo t ntb ss f r d a i ptm i i g a d d s g r a a i o yn m c o i z n n e i -
Ab ta t et a b r ga dmiigmahnn e tr a a h beto td tef i lme tmo e sr c :V ri l o i n ln c iigcn e m st eo jc fsu y,h i t e c n l r n e e n d l
.
s i e s r m n u d c e , he c nt c e i ns w e e d fn d a “Bo de l r , a a d g i e s r w t o a t r go r e e s d i n d” M d l nays s a a mo i o a a l i nd h r n c
.
r s n e a a ys s w e e Pe f r e n t e r m i h r t i a u a r q e c e n i r to o e s e po s n l i r r o m d o h a w t t e f s sx n t r l f e u n i s a d v b a i n m d l h i o t ie b an d.The d s c m e t a d f e u n y c r s o e i pl e n n q e c u ve f9 k y poi t e e a s bt i e Th e u t h we a r n s w r lo o an d e r s ls s o d
i e t b i h d b s d o t u t r l f a u e Ta n nt c o n f t o n c i n a d m o e n s s a l e a e n s r c u a e t r s s ki g i o a c u t o he c n e to n v me t mo f de o
的 改 进 意 见 , 滑枕 的 优 化 设 计 提 供 了 重 要 依 据 一 为
关 键 词 : 工 中 心 ; 枕 ; 态特 性 ; 限 元 加 滑 动 有 中 图 分 类 号 : H1 4 T 1 文 献 标 识 码 : A
Fi ie Elm e n t e ntAnay i n Dy m i a a t rs iso m n H i h.p e lss o na c Ch r c e itc f Ra i g s e d Ve tc lBo i n il ri a rng a d M l ng NC n e i Ce t r
铣镗床主变速箱动态性能分析
式 ( )就是 系统 的频率 方程 ,将 行 列式 展 开就 可 以 5 得到关 于 ∞ 的 n各 解 ,即各 阶频 率 ,然 后 把 得 到 的 各 阶频率代 入式 ( ) 4 ,便 可 以得 到各 阶振型 向量 。 2 .建 立 主 变 速 箱 的 C E模 型 A 主变速 箱 是一 个 经 铸 造 、机 加 工 后 得 到 的 箱 体 零件 ,箱 体 上 分 布 有 螺 孔 ,轴 承 孑 、沉 孔 、支 撑 筋 L 等 , 状较 为 复 杂 。在 建 模 时 ,忽 略 箱 体 上 明 显 不 形
率有 着重要 影响 。 下 面将 用 有 限 元 对 主变 速 箱 进 行模 态 分析 ,由
于其结 构 阻尼 特 别 小 ,忽 略其 对 固有 频 率 和振 型 的 影响则 有式 ( )可 得主 变速箱 的振 动方程 为 1
Mx+K x= { } 0 () 2
式 ( ) 的解 为如下 形式 ( 2 即各质 点按 同一 频率 作 简 谐 振动 )
1 构 动 力 学 方 程 .机 对 于具有 /个 自由度 的线 性 体 系 ,其 振 动 方 程 7 ,
可 以表示 为 M2+ +K x=l t 厂) ( () 1
会影 响箱体 强度 、刚度 的 部分 ,虽 然 C E的三 维 建 A 模 能 力 较 弱 ,但 其 提 供 了数 据 接 口程 序 ,使 得 在 C D中的建模 能很 方便 的导人 。首先 在 、PoE中建 A r /
=
南于 在加工 过 程 中各 个 运 动部 件 不 平 衡 以及 切
削过 程 中的 自振 等原 因会 引起 主 变速 箱 的共 振 ,进
Xs ( t ) i t +0 no
() 3
将式 ( )代 人式 ( )得 3 2
TH6918滑枕变形分析及补偿方法
WO R K B E N C H建立主轴滑枕 系统的有 限元模型 , 分析滑枕端部 的变形量 , 研究滑枕挠 曲变形的补偿 方法, 并运用数学模 型和有限元相结合的方法求出滑枕伸 出量与拉杆拉力之 间的关 系, 为生产 实践 中的调试工作提供 了理论依据
关键 词 : 有限元 ; 滑 枕 变形 ; 补 偿 中图分类号 : T H1 6 ; T G 5 3 5 文献标识码 : A 文章编号 : 1 0 0 1 — 3 9 9 7 ( 2 0 1 3 ) 0 5 — 0 2 0 1 — 0 3
TH6 91 பைடு நூலகம்8 Ra m De f o r ma t i o n An a l y s i s a n d Co mp e n s a t i o n
Z HOU Z h e n — d o n g , W ANG J i n — e ( S c h o o l o f M e c h a n i c a l a n d E l e c t r i c E n g i n e e r i n g , S o o c h o w U n i v e r s i t y , J i a n g s u S u z h o u 2 1 5 0 2 1 , C h i n a )
d e f o r m a t i o n d u e t o i n s u f ic f i e n t s t i f f n e s s o f t h e s p i n d l e r C D T I s y s t e m . T h e e x i s t e n c e o f t h e s t i f f n e s s e r r o r r e d u c e s t h e m a c h i n i n g cc a u r a c y d i r e c t l y . A c c o r d i n g t o t h e d e s i g n a n d ma n u f a c t u r e p r o d u c t i o n p r ct a i c e s o f t h e T H 6 9 1 8 C N C lo f o r b o r i n g a n d, n i l l i n g
高速电主轴动态特性的有限元分析与振动测试
表 2 主 轴 的 临界 转 速
势 项 及 平 滑 处 理 , 弱 干 扰 信 号 , 能 从 振 动 信 号 中 得 消 才
到 需 要 的 信 息 , 以 便 解 决 振 动 问 题 或 对 振 动 问 题 作 出
同密 度 的 轴 材 料 , 为 主 轴 的 附 加 分 布 质 量 , 效 到 主 作 等 轴 单 元 上 。 根 轴 采 用 ANS 整 YS 中 S l 4 单 元 来 模 拟 , oi 5 d 该 单 元 主 要 用 于 三 维 实 体 结 构 中 , 为特性 , 并计 算 出临界 转速 。通过 振 动 测试 实验 , 到 电主 轴在 不 同转 速 下 的振 动 量 . 对 采 集到 的 信 得 并
号进 行 相 关性 与 自振 特 性 的分 析 。 分析 结 果表 明 : 主轴 的 最 高工 作 转速 远 离临界 转速 , 电 能有 效避 免 共振 现 象的发 生 。 关 键词 : 主轴 电 模态分析 振动测试 A SS N Y
电 主 轴 振 动 测 试 实 验 设 备 由
DH5 2 9 2信 号 测 试 分 析 系 统 及 加
速度 传 感器 组 成 ,加速 度 传 感器
的 安 装 如 图 3所 示 。 图 中 3 1 、 1 1 分 别 为 测 、 0 l 、2
试 仪 DH5 2 的 通 道 号 , 其 中 加 92 速 度 传 感 器 的 相 关 参 数 见 表 3。
态有 限元模 型 时 , 对 电主轴进 行 简化 。 主 轴 中的前 需 电 后 轴 承 为 角 接 触 轴 承 , 可 将 其 简 化 为 只 有 径 向 刚 度 的 弹 性 支 承 , 即 径 向 的 弹 簧 压 缩 单 元 , 在 ANS YS 中 用 C mbnl o i 4弹 簧 一 尼 单 元 来 模 拟 。 电 机 的 转 子 用 等 效 阻
滑枕加工工艺流程与方案的分析
滑枕加工工艺流程与方案的分析摘要中捷钻镗床厂生产的数控龙门镗铣加工中心z轴方向采用滑枕与滑鞍相连接的形式,其中滑枕截面尺寸为500mm×500mm,长度为3 400mm。
滑枕内部由四个不同尺寸的同轴孔组成,且要求与导轨面平行。
由于该件长度较长且精度要求高,而且中捷钻镗床厂设备资源有限,只能用普通卧式镗床加工,因此工艺方法就变得非常关键。
本文就该件加工工艺流程的制订及加工工艺方案的分析作以简单的介绍。
关键词钻镗床厂;滑枕加工;工艺流程中图分类号tg506 文献标识码a 文章编号 1674-6708(2011)49-0046-021 工艺流程的拟定1.1定位基准的选择1)精基准的选择本着基准重合、基准统一、互为基准、自为基准的原则,精基准的选择应尽可能与设计基准重合,避免基准不重合而引起的误差。
2)粗基准的选择本着粗基准的选择原则,应选择不加工表面作为粗基准,且应以其中与加工表面的位置精度要求较高的表面作为粗基准。
由于该件各表面均为加工表面。
1.2 加工阶段的划分与工序的合理组合1.2.1 加工阶段的划分划分加工阶段的作用是:能减少或消除内应力、切削力和切削热对精加工的影响:及早发现毛坯缺陷;便于安排热处理,可合理使用机床;避免或减少损伤已精加工过的表面。
因此该滑枕的工艺过程分为粗加工、半精加工、精加工几个加工阶段。
1.2.2 工序的组合组合工序有两种不同的原则,即工序集中原则和工序分散原则。
工序集中的特点:零件各个表面的加工集中在少数几个工序中完成,每个工序所安排的加工内容多;有利于保证各加工面间的相互位置精度要求;有利于采用高效机床和工艺装备;生产面积和操作工人数量减少;生产计划和生产组织得到简化;工件装夹次数减少。
工序分散的特点:工序多,工艺过程长,每个工序所包含的加工内容少;所使用的工艺设备和装备比较简单,易于调整和掌握;生产技术准备工作较容易,易于变换产品。
1.3 加工顺序的安排1.3.1 切削加工顺序的安排原则1)先加工基准表面,再加工其他表面;2)先加工主要表面(指装配基面、工作表面等),后加工次要表面(指键槽、螺孔等);3)先安排粗加工工序,后安排精加工工序。
基于ANSYSWorkbench的大型数控龙门铣镗床床身静动态特性分析
第12卷第1期2012年1月1671—1815(2012)01-0180-05科学技术与工程Science Technology and EngineeringVol.12No.1Jan.2012 2012Sci.Tech.Engrg.仪表技术基于ANSYS Workbench 的大型数控龙门铣镗床床身静动态特性分析张强1尹志宏1*张明旭2李晓园1徐凯1(昆明理工大学机电工程学院1,昆明650093;沈机集团昆明机床股份有限公司技术中心2,昆明650203)摘要对某大型数控龙门铣镗床床身的结构特点和受力情况进行了分析。
在此基础上以ANSYS12.1Workbench 为平台,用有限元方法对该床身进行了静力学和模态分析,并在不同约束条件下对比了床身的静力学变形和模态。
分析结果表明该机床床身静力状态下变形较小,低阶模态频率较高,符合使用要求;但结构较为厚重,优化空间较大,可进行进一步优化。
关键词床身有限元静力学模态中图法分类号TH123;文献标志码A2011年10月8日收到,10月20日修改第一作者简介:张强(1983—),山西人,男,硕士研究生,研究方向:机电系统动力学。
E-mail :sxndzq@163.com 。
*通讯作者简介:尹志宏,(1962—),男,教授,研究方向:系统动力学。
E-mail :yzh_kun@sina.com 。
近年来,随着科学技术的发展和计算机更新换代的加快,国内设计领域正在逐步由传统设计向现代设计过渡,这在机床行业表现的尤为突出。
目前,国内机床结构件的一般设计过程为:根据设计要求进行半经验半理论的传统设计,在此基础上完成三维CAD 绘图,然后对初步设计进行CAE 分析,进而根据分析结果进行再设计(优化);如此反复,直至性能达到要求,最后进行制造。
在进行CAE 分析时,如何根据结构的不同特点选取与之匹配的现代设计方法、评价参数和分析软件对设计进行评价、为优化提供依据,从而有效提升产品质量,成为近年来研究的热点[1—4]。
大型数控车床床身结构的有限元分析
大型数控车床床身结构的有限元分析数控车床是一种高精度、高速、高自动化的机械设备。
其关键部分是床身结构,在高精度切削加工过程中承担着不小的负荷,因此对于其结构的优化设计至关重要。
本文将通过有限元分析对数控车床床身结构的强度和刚度进行优化设计。
一、有限元分析的基本概念有限元分析是求解强度、振动、热力学等问题的一种重要方法。
有限元方法将一个复杂的结构分割成有限个单元,每个单元可以看作是一个简单的结构,可以通过计算单元内各个点的力和位移,得到整个结构的力和位移的分布情况。
在有限元分析中,要首先进行预处理,包括建模、离散化和求解算法的选择等步骤。
然后进行求解过程,通过解出各个单元的刚度矩阵和外载荷矩阵,再根据边界条件组成总刚度矩阵和外载荷矩阵,最终求解结构中各点的位移和应力等参数。
最后进行后处理,对计算结果进行分析和优化。
二、建立数控车床床身的有限元模型在进行有限元分析之前,需要建立数控车床床身的有限元模型。
床身结构可以分为两部分:主床身和副床身。
主床身是床身的主要承载部分,唯一支撑和固定主轴箱和刀架;副床身是连接两端的连接体,起连接两端床身和承受工件切削力的作用。
我们分别对主床身和副床身进行静力学分析,求解其强度和刚度。
三、床身结构的静力学分析床身结构主要受到外部力荷载和自重荷载的作用。
基本的受力情况如下:1. 主轴箱在切削时产生的切向力和径向力。
2. 刀架的重量产生的自重荷载。
3. 工件在切削时产生的切向力和径向力。
由于车床的高速旋转的特殊性,其受力情况十分复杂,难以通过简单的解析法求解,因此需要运用有限元分析的方法。
四、床身结构的优化设计基于前面的有限元分析结果,我们可以得到数控车床床身的强度和刚度情况。
若发现床身结构在受到切削载荷时强度不足或刚度不够,我们可以对床身结构进行优化设计,包括优化结构形状,材料选型等方式。
例如,我们可以通过增加床身的内部加强支撑件、合理改变断面的形状、优化床身连接部位的刚性等方式,提高其整体刚度和强度。
数控铣床滑枕有限元分析及试验研究
Fnt l me t n lss a d e p r ii e e e n ay i n x e i n a n lss i qu r a o a me t l ay i s a e r m f a n CNC ln c ie mii g ma h n l
中图分类号 : H1 ,G 4 文献 标识 码 : T 6T 57 A
在数控D m过程 中, i e 产生加工波纹的主要 因素是机床工件系
一
统的相对振动。 相对振动根据其成 因可分为两种l 由外界引起 的 考虑到减小问题 的规模 , l 】 : 在对精度影响不大的前提下对模 型做 了 强迫振动和 由切削本身引起 的 自激振动( 也叫颤振 )如果切削力 适当简化 , 。 去除了螺纹孔 、 圆角 、 倒角等细节信息 。方滑枕有限元 如图 1 所示 , 由导轨及滑块约束。 波动与机床某一 固有频率同步的话 , 出现共振 。相对振动会 模型 , 可能 降低工件的加工表面的质量 , 影响刀具乃至机床 的使用寿命 。方
r p n i bao ds e b i d C m ai sd a n er usf n e l n aa s , e { e odn v r i m e a t n . o p n t t a d h sl f i e t nl i t s g i tn o oa e r r g e a t e toi t e m y s h t e
(Sc u nE g e r gT cncl o e eD yn 0 0 C ia ih a n i ei eh i l g , ea g6 0 , hn ) n n aC l 1 8
大型落地镗铣床滑枕的有限元分析
() a 滑枕 模 型
() b 滑枕 剖 视 图
1 滑 枕 的 三维 模 型
在 对 机床 进 行 动 力 分析 和 动 态 设计 的基 础 上 ,
图 l 大型 落 地 镗 铣 床 滑 枕 三 维模 型
建 立 了机床 结构 的动 力学模 型 ,准确 而 可靠 的模 型
2 W u u He s e g mi . u u 2 2 0 C i a) . h n h n l W h 4 4 0, h n 1
Ab t a t T e r i s te mo ti o tn ato e NC B r g a d Mi i g Ma h n .h e o ma in o e r m n l e c s r c : h an i h s mp r t r f h o n n l n c ie T e d f r t f h a if n e a p t i l o t u t e a c r c f h c i i gS l d lo e r m a e n b i y sfw r . ssai n lss d s lc me t n t s h c u a y o e ma h nn .o i mo e f h a h sb e u l b ot a eI ttc a ay i . ip a e n d s e s t d t t t a r h v e n p o o e a e n t e f i lme tme h dOn o f u r q e c e n y a c c a a trs c fr m a a e b e r p s d b s d o h n t ee n t o . e t o rfe u n i s a d d n mi h r ce it s o a h d i e i b e e o me ymo a a ay i. h e u t l g i e te d sg n p i z t n o e r m. e n p r r d b d l n lssT e r s l wi u d h e i n a d o t f l miai ft a o h Ke r s r m i i lme tmeh ditt n l ss mo a a a y i y wo d : a i nt ee n t o ai a ay i ; d l n l ss e f c s
滑枕挠曲变形分析及补偿力拟合研究
滑枕挠曲变形分析及补偿力拟合研究李阳;陈再良;朱志豪【摘要】大型数控落地镗铣床滑枕伸出时的挠曲变形是机床加工误差的重要来源.运用有限元和数值拟合的理论,分析机床在切削加工时,滑枕自重和铣削力对滑枕挠曲变形量的影响,采用拉杆补偿方式得出了在不同工作状态下补偿力与滑枕行程的关系曲线,并给出了符合实际结果的拟合经验公式.%The suspension deformation of the large CNC boring and milling machining'ram is an important factor to the machining error.Based on the finite element method and the numerical fitting theory,it analyzed the effect of gravity of the ram and milling force on the deflection of ram in machining process.The relationship curve between compensation force and the stroke of ram in different working conditions is achieved by using the method of pull rods compensation,which deduces practical fitting empirical formulas.【期刊名称】《制造技术与机床》【年(卷),期】2018(000)003【总页数】4页(P94-97)【关键词】滑枕变形;拉杆;补偿力;拟合【作者】李阳;陈再良;朱志豪【作者单位】苏州大学机电工程学院,江苏苏州215021;苏州大学机电工程学院,江苏苏州215021;苏州大学机电工程学院,江苏苏州215021【正文语种】中文【中图分类】TG548TH6920落地镗铣床主要由床身、工作台、立柱、滑枕和主轴箱等部件组成。
基于ANSYS的TK6920数控铣镗床滑枕系统热特性分析
b n a y c d t s Afe h t t e c n tntt m p r t r e d d srb to n h r a q ii ru i e ou d r on ii . t rt a , h o sa e on e au e f l iti u i n a d t e m le u lb i m tm i o h a y t m a i u ae n a c l td wih t e fn t l m e n l sss fw ae.A tl s ,a c r — f t e r m s se w s sm l td a d c lu ae t h ie ee nta a y i o i t r a t c o d
C ia;2 Wu u He s e gmi ,Wu u An u 4 4 0,C ia hn . h nh n l l h hi 20 2 hn )
Absr c :The fe t of t e m a p o e te o p ro m a c wa d tr i e f r h r m s se ta t e f c h r l r p ris n e f r n e s e e m n d o te a y tm o a f
仿 真 计 算 滑 枕 系统 的 稳 态 温 度 场 分 布 以 及 热 平 衡 时 间 ; 后 根 据 分 析 结 果 提 出改 善 滑 枕 系 统 热 态 特 最
性 的措施 。
关键 词 : 热特 性 ; 限元分 析 ; 有 温度 场 ; 热平衡 时间
中 图 分 类 号 :H1 1 T 5 2 1 T 6 ; G 0 .5 文 献 标 识 码 : A
TK6 2 e v d t 9 0 h a y- u y CN C o rt pe b rn n li g m a h n o 1 F rt h h e — i e so a o e l f o —y o ig a d miln c i e t o . is ,t e t r e d m n i n lm d l
