XK713数控铣床的结构动态特性分析
精密机床的静态与动态刚度分析
精密机床的静态与动态刚度分析引言：精密机床是现代制造业中不可或缺的重要设备。
为了确保精密机床的高精度加工能力，静态和动态刚度的分析是十分重要的。
本文将深入探讨精密机床的静态与动态刚度分析，旨在帮助读者更好地理解该领域的知识。
一、静态刚度分析静态刚度是机械系统在受到外力作用时不发生形变的能力。
它是保证精密机床加工精度的关键因素之一。
在进行静态刚度分析时，需要考虑以下几个方面：1. 结构设计：精密机床的结构设计对其静态刚度具有重要影响。
合理的结构设计可以有效地提高机床的刚度，减少振动和形变。
例如，在起重部分采用合适的材料、减小悬臂长度、增加副压面等都可以提高机床的静态刚度。
2. 机床基座的刚度：机床基座是机床的支撑平台，其刚度直接影响机床的运行稳定性。
通过加固机床基座，可以提高机床整体的静态刚度。
例如，在机床基座上铺设高刚度的材料，增加基座的厚度等都是提高机床静态刚度的有效方法。
3. 主要构件的刚度：机床的主要构件如床身、滑架等的刚度也是影响静态刚度的重要因素。
合理选择和加工这些构件的材料、采用适当的固定方法等都可以提高机床的刚度。
二、动态刚度分析动态刚度是机床在运动状态下的刚度特性，主要用于分析机床加工过程中的振动特性。
在进行动态刚度分析时，需要考虑以下几个方面：1. 特征频率分析：机床的结构和构件都有一定的频率响应。
找出机床的特征频率并进行分析，可以帮助识别和解决振动问题。
例如，采用频谱分析方法可以确定机床加工时的共振频率，从而避免加工过程中的振动影响。
2. 振动模态分析：振动模态分析是确定机床在特定频率下的振动模态形式和振动模态参数的方法。
通过分析机床的振动模态，可以了解机床振动的特点和影响机床刚度的因素。
例如，可以通过振型分析确定机床的关键模态，并进行针对性的刚度改进。
3. 结构阻尼分析：结构阻尼是机床动态刚度的重要组成部分。
合理的结构阻尼设计可以降低机床振动的幅度和频率，提高机床的动态刚度。
数控铣床的传动特点、结构组成（可编辑）
数控铣床的传动特点、结构组成数控铣床的传动特点、结构组成数控铣床的结构及总体布局 * 数控铣床适合于各种箱体类和板类零件的加工。
数控铣床对工件进行钻、扩、铰、锪、镗以及攻螺纹等，但它主要还是用来进行型面的铣削加工。
其主要加工对象： (1)平面类零件其特点是：各加工单元面是平面或可以展开为平面。
数控铣床加工的绝大多数零件属于平面类零件。
(2)曲面类零件加工面为空间曲面的零件称为曲面类零件，又称立体类零件。
其特点是：加工面不能展开为平面；加工面始终与铣刀点接触。
(3)变斜角类零件加工面与水平面的夹角呈连续变化的零件称为变斜角类零件，其特点是：加工面不能展开为平面，但在加工中，加工面与铣刀圆周接触的瞬间为一条直线铣床通常的分类方法是按主轴的轴线方向来分，若垂直于水平面则称之为数控立式铣床；若平行于水平面则称之为数控卧式铣床；还有立卧两用的数控铣床，但较为少见。
数控立式铣床是数控铣床中数量最多的一种，应用范围最为广泛。
1、立式数控铣床 2、卧式数控铣床 3、立、卧两用数控铣床数控铣床的结构特点：（1）高刚度和高抗振性（1）提高静刚度的措施 1）基础大件采用封闭整体箱形结构 2）合理布置加强筋 3）提高部件之间的接触刚度。
封闭整体箱形结构（2）提高动刚度的措施1）改善机床的阻尼特性（如填充阻尼材料）2）床身表面喷涂阻尼涂层3）充分利用结合面的摩擦阻尼4）采用新材料，提高抗震性人造大理石床身（混凝土聚合物天然大理石床身（2）减少铣床热变形的影响1）改进铣床布局和结构①采用热对称结构热对称结构立柱②采用倾斜床身和斜滑板结构。
③采用热平衡措施。
2）控制温度对铣床发热部位(如主轴箱等)，采用散热、风冷和液冷等控制温升的办法来吸收热源发出的热量。
主轴冷却风管对机床热源进行强制冷却主轴对机床热源进行强制冷却冷却风管 3）对切削部位采取强冷措施 4)热位移补偿。
预测热变形规律，建立数学模型存入计算机中进行实时补偿。
XK713数控铣床
数控铣床维修技术文件职业院校：烟台职业学院系别：电气工程系班级： 2010机电三班姓名：徐勤才学号： 2010102174目录XK713数控铣床简介 (2)XK713数控铣床用途 (2)标准配件 (3)数控机床零配件及厂家明细 (3)性能参数 (4)如何选购 (5)安装要求 (6)调整 (10)主轴项目维修 (11)日常维护保养 (19)XK713数控铣床XK713是针对模具等机械行业设计的机床，具有高刚性、高可靠性、切削功率大的特点，气动换刀快捷、方便。
本机床采用高速主轴、台湾滚珠丝杠。
运行速度快、精度高、操作方便。
主要选配系统：西门子/法那科/三菱/华中等用途该机床整机刚性好，操作方便灵活。
可进行立铣、钻、扩、镗、攻丝等加工工序。
用途广泛，特别适用于加工各种形状复杂的二、三维凹凸模型及复杂的型腔和表面。
更适于企业生产车间批量加工零件。
标准配件:数控系统切削液系统工作灯主轴吹气+工件吹气刚性攻牙变压器全罩式钣金水平调整螺丝及垫块自动润滑系统电器箱热交换系统工具箱及工具 RS-232 界面带导轨配重随机资料:操作编程说明书数控机床零配件及厂家明细:1、控制系统：三菱/发那科；2、三轴驱动电机：三菱/发那科；3、主轴电机：见本机系统配置；4、主轴：台湾臻赏或罗翌；5、润滑:日本河谷；6、丝杆:台湾HIWIN（上银）/(银泰)精密级滚珠丝杆及精密锁紧螺母；7、轴承:日本NSK高精度轴承;8、联轴器:进口联轴器,(如电机与滚珠丝杆为直联方式);9、刀库:台湾臻赏刀库系统;10、外罩:超厚外罩钣金,采用静电喷涂处理(喷塑处理);11、防护罩:X,Y,Z防护罩:进口不锈钢防护罩;12、光机:高品质树脂砂铸件；性能参数：工作台面尺寸Table size (Mm) 800×350X轴最大行程 X axes (Mm) 450Y轴最大行程 Y axes (Mm ) 350Z轴最大行程 Z axes (Mm) 400定位精度Positioning Accucy (Mm) ±0.01重复定位精度Repeatability (Mm) ±0.0075主轴电机功率 Spindle drive motor (Kw) 3.7/5.5主轴最高转速 Max spindle speed (Mm/min) 6000(无级变频调速) 最大快进速度 Rapid traverse speed (Mm/min) 5000三轴进给速度 traverse speed (Mm/min) 3000主轴端面至工作台面距离Distance from spindle nose to table surface (Mm) 80-480工作台T型槽 T-Slot 12H/3主轴锥孔 Spindle taper 标准 BT40工作台承重 Max.Load Of Table (Kg) 400机床总功率 Total power (Kw) 12机床净重 Machine weight ( T ) 2如何选购：1：根据被加工零件的尺寸选用：规格较小的升降台式数控铣床，其工作台宽度多在400mm以下，它最适宜中小零件的加工和复杂形面的轮廓铣削任务。
基于ANSYS的K713数控铣床有限元分析及优化设计
3、约束与加载
3、约束与加载
在有限元分析中，需确定约束和加载的方式。考虑到K713数控铣床的实际工 作情况，我们将对床身底部进行固定约束，并在主轴和进给轴上施加一定的载荷。
3、未来发展方向和趋势
3、未来发展方向和趋势
随着科技的不断发展，未来K713数控铣床将朝着高精度、高效率、自动化和 智能化的方向发展。为了适应这些发展需求，机床的设计与优化需以下几个方面：
3、未来发展方向和趋势
(1)高精度：通过采用更先进的材料和技术手段，提高机床的加工精度，满足 更高精度的工业需求。
基于ANSYS的K713数控铣床有限 元分析及优化设计
目录
01 一、背景介绍
03 三、优化设计
02 二、有限元分析 04 四、结果分析
一、背景介绍
一、背景介绍
K713数控铣床是一种高效、精准的加工设备，广泛应用于航空、汽车、船舶 等领域。随着科技的不断进步和市场竞争的加剧，提高K713数控铣床的性能、质 量和效益已成为迫切需求。为了满足这些需求，本次演示将基于ANSYS对K713数 控铣床进行有限元分析及优化设计。
2、优化方案
2、优化方案
为了解决上述问题，提出以下优化方案：
2、优化方案
(1)加入缓冲垫：在床身底部与地面之间加入缓冲垫，以减小外部振动对机床 的影响，提高机床的动态性能。
2、优化方案
(2)改变传动方式：采用更高效的传动装置，提高机床的传动效率和稳定性。
2、优化方案
(3)增强刚度：通过优化床身结构，提高机床的整体刚度，减小变形量。
数控机床主轴静动态特性分析与优化设计
数控机床主轴静动态特性分析与优化设计数控机床主轴的静动态特性分析与优化设计在机床设计中扮演着重要的角色。
主轴的质量、刚度和动力性能直接影响着数控机床的加工精度和生产效率。
因此，针对数控机床主轴的静动态特性进行分析和优化设计是非常必要的。
首先，对数控机床主轴的静态特性进行分析是基础。
静态特性主要包括主轴的刚度、负载能力和转速范围。
刚度是指主轴在受力时的变形能力，直接影响着机床的切削精度。
负载能力指主轴能够承受的最大切削力或轴向力，取决于主轴的结构和材料。
转速范围则指主轴的最大和最小可工作转速，根据机床加工要求和主轴的功率决定。
其次，对数控机床主轴的动态特性进行分析是优化设计的重要环节。
动态特性主要包括主轴的运行平稳性、动态刚度和各模态的特性频率。
运行平稳性是指主轴在工作状态下的振动情况，对加工表面质量和刀具寿命有重要影响。
动态刚度是指主轴在受力时的变形能力在一定频率下的响应能力。
各模态的特性频率则表征着主轴在不同振动模态下的响应频率和振动幅度。
针对数控机床主轴的静动态特性，可以采取以下优化设计措施。
首先是通过优选材料和适当加工工艺来提高主轴的刚度和负载能力。
其次是采用适当的轴承和润滑方式，减小主轴的摩擦和磨损，提高运行平稳性。
此外，还可以通过调整主轴的结构和参数来提高动态刚度和各模态的特性频率。
例如，增加主轴的直径、改变轴承支撑形式等。
在数控机床主轴静动态特性优化设计过程中，还需要考虑与其他系统和结构的配合，如主轴驱动装置、刀具系统等。
同时，结合实际工艺要求和机床制造能力，进行多种参数的优化设计，以实现最佳的综合性能。
总之，数控机床主轴的静动态特性分析与优化设计是非常重要的工作，直接关系到数控机床的加工质量和生产效率。
通过对主轴材料、结构和参数的优化设计，可以提高数控机床主轴的静态刚度、负载能力和动态性能，进而提高数控机床的加工精度和生产效率。
大型数控龙门平面磨床动态特性的有限元分析
大型数控龙门平面磨床动态特性的有限元分析*董凯夫1,2,翁泽宇1,沈晓庆1,卢 波1,段京虎1,扬 托1(1.浙江工业大学机电工程学院,浙江杭州310014;2.杭州机床集团有限公司,浙江杭州310022)摘 要:磨床的动态特性影响加工质量和切削效率。
本文建立了某大型数控龙门平面磨床的三维有限元模型,通过有限元动力学分析,得到该磨床的各阶模态参数,分析了各阶振型对机床动态特性影响,为大型数控龙门平面磨床结构的改进设计提供了理论依据。
关键词:动态特性;有限元分析;平面磨床中图分类号:T G586 文献标志码:A机床振动使工件和刀具的相对位置和相对速度发生变化,切削过程变得恶化,限制了加工质量和切削效率。
而机床的振动按其产生的原因可以分为自由振动、受迫振动和自激振动。
自由振动的频率是系统的固有频率,受迫振动的频率是激振频率,自激振动的频率接近于系统的固有频率。
因此研究机床结构的动态特性即机床的固有频率和振型是分析评价机床动态性能的重要指标。
模态分析主要是用于确定结构的动态特性:固有频率和振型。
本文以某种型号的大型数控龙门系列平面磨床作为研究对象。
首先对磨床进行模态分析,得到磨床的各阶固有频率和它们的振型,并对各阶振型进行分析,为磨床的改进提供可靠的依据。
1 模态分析的基本理论一个具有N个自由度的粘性阻尼系统,其自由振动方程可表示为:[M]{ }+[C]{u }+[K]{u}=0(1)其中[M]、[C]、[K]分别为系统的质量、阻尼及刚度矩阵,{u}为系统各点的位移响应向量。
[M]、[K]通常为实系数对称矩阵,而[C]则为非对称矩阵,因此上面的方程是1组耦合方程,当系统自由度很大的时候,求解非常困难。
将上述耦合方程变为非耦合的独立方程组,这就是模态理论所要解决的问题。
令:[u]=[{ 1}{ 2} { r} { n}]{q}(2)其中:[ ]=[{ 1}{ 2} { r} { n}]为振型矩阵; {q}为模态坐标;{ r}为第r阶振型。
XK713华中数控铣床主轴故障维修
由于 曾因ｌ显示 而检修过显示器 ， 无 于是怀疑显示器有问题。 为此 打开操作站后 面板 ， 有一股淡淡焦味 ， 发现显示器 高压 帽处有高
线路损耗 过大 ， 下降。断电打开电气控制柜 ， 电 检查手轮接线
田 设 簟 与 幢 ２６ １ ‘ 理 维 ０ №２ ０
差或齿侧问隙，
常产生机构卡滞 故障 ，在齿条下
图１
压放 电的痕迹 ， 处理后试机 ， 机床恢复正常 。 原 因： 显示 器高压过高 ， 对地放 电， 使存 储器受到外部强烈
警。 故可排除主板 Ｐ Ｂ Ｃ 和基本轴控制板的问题。 采用互换法将 干扰 ，当输入数据与接收数据误差超过一定 范围时 ，Ｎ Ｃ Ｃ报警
转。
维修
（ ） 刀 机 １换
构卡滞使 刀具无 法 从 主 轴 中 卸
（） ３ 在正常的加 工过程中 ， 主轴经常停止工作 ， 加工过程 自 动结束 。 ２主轴结构与工作原 理 ． 主轴系统主要 由主轴和拉刀夹 紧机构组成 。南电机通 过同 步齿形带带动主轴转动 ； 刀夹紧机构主要拉 紧刀具并夹紧 ， 拉 由
连接定位板 固定螺栓
维修
中图分类号 Ｔ ５ Ｇ １ ． 主轴故 障特征
文献标识码
Ｘ ７ ３ 中数控铣床在 使用 过程 中 ， Ｋ １华 主轴系统常见故障特 征主要表现有 三方面 ： （） １换刀机构卡滞 ， 刀具无法从 主轴 中卸下 。 （） ２未装刀具夹紧时主轴能正常运转 ， 装上刀具夹紧后不运
２加工 中途停机 ．
停机， 认为存储器出错。
在处理有报警信息故障时 ， 应根据情况进行综合分析 ， 不应 受报警信 息提示 的约束 ， 而忽略对系统其他相关部分的检查 。 ３连接电缆接触不 良 ． 例 １ 工作 台旋转 ， ＭＰ ： 在 Ｇ方式下 ， 不动手轮 ， ｚ伺 服轴 、 均快速移动 ， 而且速度越来越快 ， 无法控制 ， 只有按急停开关或 直至报警才停止移动 。 分析及排 除 ： 根据故障现象 ， 判断是接触 问题 ， 查阅资料 ， 连
数控机床关键部件动态特性分析
数控机床关键部件动态特性分析【摘要】现代科学技术不断发展，数控机床已经应用于各个企业中，而主轴组件是数控机床的最重要组成部分，主轴部件的动态性能好与坏直接影响着数控机床加工性能的优劣，本文就是针对主轴部件的动态特性展开理论分析和研究。
【关键词】数控机床；主轴部件；动态分析一、前言随着社会的不断进步，市场需求量日益增多，人们对产品质量的追求提高，企业为了能够适应市场发展环境就必须提高自身的加工技术，因此数控机床得以被广泛应用。
主轴部件是机床的重要部件之一，其精度、抗震性和热变性对加工质量都有直接影响，特别是数控机床在加工过程中不进行人工调整，这些影响就更为严重。
数控机床主轴部件在结构上要解决好主轴的支承、主轴内刀具的自动装夹、主轴的定向停止等问题。
机床主轴的前部安装的刀柄刀具和被加工工件，直接参与切削加工的整个过程，其性能直接影响着精、表面粗糙度、加工质量及效率。
研究表明中型车床在不同频率的动载荷作用下,主轴部件在综合位移中所占的比例最大，未处共振状态下占30%～40%，共振状态下占60%～80%。
二、机床主轴动态研究的内容在数控机床当中无论哪一种类型的机床，其主轴同传动轴在使用的过程中，都是要进行运动和扭矩的传递来确保轴上的传动件以及轴承可以正常运作，二者的工作看起来很相似，但还是有区别的，主轴要直接去带动所要加工的工件或者刀具加工，因此主轴不仅仅具有一般传动轴的功能，还有更多的功能。
所以为了使整个主轴部件的整体精度可以得到保证，就必须要找出影响主轴质量的主要因素，消除各个因素当中不良的影响，只有这样主轴的整体质量才能不断的提升，查阅相关的资料可以知道，影响主轴质量的主要因素主要有以下的几个方面，分别是主轴的结构、主轴的主要参数、静刚度的设计验算、主轴材料及热处理和技术要求。
在这里需要特别说明的是主轴的硬度是直接影响主轴、主轴部件的精度和寿命的一个重要原因，同时也会影响机床的加工精度和使用寿命。