Study on the Dynamic Characteristic of Lathe Headstock

In order to provide reliable data for the dynamic design or modification of a tool machine,the dynamic character- istics of the headstock,which is the main component to bear moment,must be obtained precisely.In the paper,the method based on the combination of calculation mode and experiment mode is proposed to analyze the dynamic characteristics of the headstock.The modal parameters and the mode shapes are calculated by ANSYS7.1 software.According to the FEM calculating results,the ex- periment parameters can be selected correctly.The modal parameters of the headstock have to be calculated and identified precisely. On the basis of these modal parameters,the faults of the headstock are shown and its weak points of design are illustrated.A con- clusion is drawn that some reasonable reinforce positions could greatly improve the dynamic characteristics of the system and this ap- proach is proved to be precise and reliable.

基于灵敏度分析与响应面模型的机床主轴箱优化设计

针对机床主轴箱结构优化设计中模型复杂及计算量大的问题,提出一种将灵敏度分析与响应面模型相结合的优化办法。以箱体壁厚和筋板尺寸为输入参数,主轴箱质量、最大变形、最大应力、1阶固有频率作为目标参数进行灵敏度分析,筛选出6个关键尺寸作为优化参数;采用最佳填充空间设计法和Kriging函数法构建主轴箱响应面模型,通过多目标遗传算法对响应面模型进行求解计算。最后对优化后的主轴箱进行有限元分析来验证求解的准确性,优化后的主轴箱质量减轻了13.58%。

基于ProCAST的机床主轴箱铸造工艺研究

机床主轴箱结构复杂、壁厚差异大,质量要求高。研究从平稳充型和顺序凝固的角度出发,对主轴箱的工艺进行分析,设计了半封闭的底注式浇注系统,利用ProCAST软件对比分析了侧内浇道和底内浇道的流动场,通过增设缓冲横浇道来消除底内浇道的流动缺陷,并设计了冒口和冷铁方案,实现了顺序凝固的温度场,避免了缩孔缩松的产生。

CA6140卧式车床常见故障维修

CA6140卧式车床是一种常见的车床,具有结构简单、操作方便、精度高、生产效率高等优点,广泛应用于机械制造行业。但是,它在使用过程中经常会发生各种故障,如进给系统失效、主轴故障和电气故障等。这些故障不仅会影响生产效率,还可能导致设备损坏,给企业造成经济损失。因此,研究CA6140常见故障的维修方法和技巧,对于提高设备的可靠性和生产效率具有重要意义。

某HT200床头箱铸造工艺设计与优化

根据某HT200床头箱结构特点和相关铸造技术要求,通过对铸件进行结构与工艺性分析,确定了相应的铸造工艺参数,完成了浇注系统的初步设计;借助计算机软件模拟了金属液的浇注、充型与凝固过程;设置并调整冒口和冷铁的尺寸与位置,显著减少了铸件的缩松缩孔缺陷,优选出了最佳的铸造工艺方案。

基于ANSYS Workbench的立式加工中心主轴箱静动态特性分析

通过对某立式加工中心主轴箱在切削加工状态下的受力分析,建立了主轴箱的有限元分析模型,借助有限元分析软件分别对主轴箱进行静力学和模态分析,验证了主轴箱结构的合理性,结果表明主轴箱具有良好的强度和刚度,但在高速精切削状态下易发生共振。

整体承载式铝合金车头的结构及制造工艺研究

轨道车辆的快速发展,对车辆前端司机室结构设计提出了更高的要求,以减重节能为首要任务。利用铝合金在热状态下的超塑性,将车头分成几大块,各大块结构之间采用焊接连接,每块车头采用三层铝板复合结构,采用超塑成形等方法,使三层铝板变形形成中间的空腔,达成所设计的结构。整体承载式铝合金车头结构采用多层板一体成形,承载能力强、质量轻、能耗小、舒适性高,同时美观环保。

机床床头箱滑移齿轮液压换挡系统的设计

对原有机床床头箱滑移齿轮液压换挡系统的控制结构进行分析,指出用一套液压站和一套润滑站控制的结构过于复杂。在此基础上,设计了机床床头箱滑移齿轮液压换挡系统,将齿轮液压换挡和床头箱润滑综合考虑,不再使用溢流阀、节流阀、液控单向阀,只需使用两个二位四通电磁换向阀,即可实现液压缸的前进和后退。采用所设计的液压换挡系统,控制方法安全可靠,不仅可以实现齿轮换向,而且能够对机床床头箱内的齿轮、轴承进行润滑,进而降低成本。

立式加工中心主轴箱性能分析与优化设计

以立式加工中心的关键部件主轴箱为研究对象,应用ANSYS有限元软件,根据实际工况进行静力学分析、模态分析和谐响应分析,并通过振动测试验证分析的准确性。基于灵敏度分析与最佳填充空间方法,对主轴箱进行优化设计。通过灵敏度分析,确定对主轴箱性能影响较大的关键尺寸,并基于响应面模型对主轴箱进行多目标优化。优化设计后主轴箱质量减小,动态性能提升。

基于正交试验法和灰色关联的机床主轴箱优化设计

为了提高机床主轴箱的静、动、热态综合性能,主轴箱必须具备良好的结构特性。在CAE软件ANSYS中建立某机床主轴箱的有限元模型,然后分别进行热-力耦合分析和模态分析,以主轴箱的质量、最大耦合应力、最大耦合变形、一阶固有频率为目标函数,主体部分的长度、宽度、高度为设计变量进行了多目标正交优化设计。利用灰色关联分析法获得了优化设计的最佳解,使主轴箱在质量仅增加2.585%的情况下,最大热-力耦合应力降低9.817%,最大热-力耦合变形减小16.393%,并且一阶固有频率提高8.634%。研究表明,正交试验法和灰色关联分析法具有较高的工程实用性。

基于ANSYS Workbench的主轴箱有限元分析及优化设计

以高速立式加工中心主轴箱为研究对象,针对其结构特点,利用ANSYS Workbench平台建立了有限元模型。分析主轴箱的实际工作情况,得到其刚度最差的工况位置,对此位置进行了铣削工况下的静力分析。对主轴箱进行模态分析,提取了前四阶固有频率及振型图。根据静动态特性分析结果对主轴箱进行了多目标多尺寸的优化设计。对优化后的主轴箱进行了静动态特性有限元分析,结果表明优化后的主轴箱静动态特性有显著提高。

加工中心主轴部件及其主轴箱的热特性有限元分析

现代机械工业对机床精度提出了越来越高的要求。机床主轴部件和主轴箱的热特性是影响机床精度的主要因素之一。文章建立了加工中心主轴部件及其主轴箱的温度场模型并进行了数字模拟仿真。首先预测了机床主轴部件的热平衡时间能,并以温度曲线的形式表示出来,然后计算出主轴部件和主轴箱的热变形。依据这些我们能够得到主轴的轴向和径向误差,为主轴部件的设计计算奠定了基础。

基于Kriging代理模型的主轴箱稳健设计

为了建立复杂工程问题性能变量和设计变量之间的解析关系从而对其进行稳健设计,提出基于Kriging代理模型的分析性稳健设计方法,即"确定参数-正交试验-代理模型-稳健优化-验证"的设计过程.然后以主轴箱的稳健设计为例,以Matlab工具箱和自编的稳健设计软件为工具检验了所提出的方法.建立的代理模型中各个响应变量的最大相对均方根误差为5.89%.用有限元方法对稳健设计结果进行验证,结果表明该设计方法可以得到与实际情况吻合的稳健分析及优化结果.

DVG850高速立式加工中心主轴箱灵敏度分析

基于Pro/Mechanical,以模态频率为性能指标,对DVG850高速立式加工中心主轴箱进行灵敏度分析,得出各设计变量对主轴箱第一阶固有频率的影响情况,根据主轴箱具体情况对灵敏度分析结果进行评价,为高速立式加工中心主轴箱结构改进或优化设计提供前提依据。

基于简化模型的头车转向架气动噪声特性研究

由于高速列车气动噪声形成的机理和分析较为复杂,目前的检测系统还不能从列车高速运行状态下噪声测试中做出清楚的分辨,通过计算流体力学方法研究高速列车头车转向架气动噪声特性。建立经过简化的转向架、头车未安装转向架的简化车身和头车安装简化转向架的车身三种计算模型,分析列车运行200 km/h,300 km/h速度下简化转向架周围流场与气动声场特性,进一步分析此速度下简化转向架对头车车外气动噪声的影响。分析结果显示转向架周围有周期性的漩涡生成、脱落现象,气动噪声在其周围的辐射规律呈现偶极子分布。转向架车轴和构架横梁的上、下表面为偶极子声源集中的部位。前轮对在垂直与气流方向的竖直平面上和平行于气流方向的竖直平面上引起的噪声比后轮对大,在平行于气流的水平平面上比后轮对小。两个速度下,转向架气动噪声分布规律大致相同,幅值有差别。转向架使头车车外噪声显著增高,转向架附近噪声增幅尤为明显。行车速度200 km/h时,简化转向架能使头车车外气动噪声幅值增大3-5 d BA,行车速度300 km/h时,增幅为5-8 d BA。

基于模态和灵敏度的主轴箱有限元分析与优化设计

以CJK6132数控车床主轴箱箱体作为主要研究对象,利用ANSYS Workbench对主轴箱箱体进行三维实体建模,对主轴箱进行动静态分析。根据有限元分析结果,以主轴箱箱体壁厚作为设计变量,箱体质量、应力、应变、第一阶固有频率作为输出参数,利用设计变量与输出参数之间的灵敏度大小简化需优化的模型,在保证主轴箱动静态特性的基础上以主轴箱质量最小为优化目标,运用多目标多尺寸的优化分析,对主轴箱箱体进行有限元分析及优化设计。根据主轴箱优化结果,综合考虑主轴箱的实际工作情况,修改主轴箱箱体的结构,得到优化后的主轴箱模型结构。结果表明,优化后箱体的结构刚度、强度变化不大,固有频率有所降低,重量减轻了12.54%。

头架和砂轮架的动态特性分析及结构优化

MKQ8312数控凸轮轴磨床作为国内先进的高速切削加工机床的代表,对其关键零件头架和砂轮架运用Pro/E三维软件进行了几何建模,并运用ANASYS分析软件进行了模态分析,研究了头架和砂轮架的固有频率和振型。根据头架与砂轮架的振型图和动态仿真,分析出了薄壁、壁处开孔、薄厚过渡拐角是其薄弱结构,并找到了对凸轮轴轮廓加工影响较大的频率。针对提高零件薄弱结构提出了几种改进方案,通过对改进后头架和砂轮架的固有频率和质量增加的大小来评价这几种方案的好坏,最后找到了最合理的优化方案。为提高头架和砂轮架的动刚度提供了理论依据,为零件结构设计要避免薄厚不均提供了依据。

DVG850高速立式加工中心主轴箱动刚度分析

动刚度是衡量结构抵抗动态激扰能力的特性。通过对主轴箱谐响应分析,绘制主轴箱的频率-振幅曲线和动刚度谱曲线,从曲线中可以直观地看出主轴箱在简谐力作用下的振动和刚度分布情况。在主轴箱的固有频率处,由于共振主轴箱的动刚度较差,故加工中心的工作频率应尽量避开主轴箱的固有频率。对结构进行动刚度分析,了解结构的动刚度情况,为结构的设计和使用提供技术支持。

基于模糊故障树的主轴箱可靠性分析

利用模糊故障树理论对重型卧式车床主轴箱系统可靠性进行分析。以某重型卧式车床主轴箱为例,通过建立主轴箱故障树,找出故障树顶事件的最小割集;利用模糊理论合理客观地得到主轴箱的故障概率区间;通过对底事件模糊概率重要度的计算,得到顶事件的薄弱环节以及关键事件,从而为主轴箱可靠性设计和可靠性增长指明了方向。结果表明:"润滑不良"为影响主轴箱系统不能正常工作的关键事件。

基于ANYSY的高速加工中心主轴箱有限元分析及优化

根据经验和使用比拟的方法,设计了高速立式加工中心四种不同布筋形式的主轴箱模型。因为主轴箱的变形会间接引起刀具位置的偏移,所以在有限元分析时引进一质量点来模拟刀尖的空间位置,这样做更加形象地反应由于主轴箱变形而引起的对加工精度的影响。通过ANSYS有限元分析计算出主轴箱在各个方向上的刚度,通过比较可以得出多网筋主轴箱的刚度较大,也就是此方案较优。此方法为机床主轴箱有限元分析及优化方案选择提供技术依据。