动力刀架刀盘结构参数优化

合理的刀盘结构参数可以有效解决锁刀刚性和刀盘尺寸惯性的矛盾。根据刀盘的结构参数优化设计要求和特点,通过设计变量的选取、目标函数和约束条件的确定,建立了刀盘的结构模型,实现了刀盘的结构参数优化,达到了刀盘质量最轻(体积最小)的优化目的。探讨了利用MATLAB软件优化工具箱中的fmincon函数解决多约束非线性优化问题的基本思路和计算方法。为了对刀盘的结构参数优化结果进行验证,对优化后的刀盘进行了有限元静态特性分析及动态特性分析,仿真结果证实了刀盘结构的合理性,优化结果应用于大连高金数控集团有限公司刀架产品的实际加工。

基于LabVIEW的动力刀架综合性能测试系统的研发

动力刀架是数控车床及车铣复合加工中心上的关键功能部件之一,直接影响机床的切削性能和切削效率。目前,国内关于动力刀架综合性能测试方面的研究还不完善,严重制约了数控车床及车铣复合加工中心行业的发展。鉴于此,文章通过研究动力刀架在运转情况下的定位精度、加速度、速度、温升、微位移、噪声和扭矩等性能指标的动态检测方法以及综合性能检测关键技术,提出了一套动力刀架综合性能测试技术方案,研发了动力刀架性能测试系统。并利用虚拟仪器开发平台LabVIEW实现了数据采集、数据处理、数据回放、数据存储和生成报告等功能。最后,利用模拟多路数采集信号和MAX硬件管理软件进行虚拟仿真测试,结果表明测试系统功能正常,运行结果良好。

基于ANSYS的直驱摆头动力刀架模态分析

利用三维建模软件Pro/E建立直驱摆头动力刀架的几何模型,导入到有限元分析软件ANSYS中,建立直驱摆头动力刀架的有限元模型。分别对在车削工况和铣削工况时的直驱摆头动力刀架进行模态分析,得到其前五阶固有频率和振型。直驱摆头动力刀架模态分析的结果表明其结构设计合理,在车削工况和铣削工况时均不会发生共振。该模态分析为机床工作转速的确定提供了参考依据,为直驱摆头动力刀架的设计、试验模态分析及谐响应分析等提供重要的理论支持。

动力刀架的动力刀座接口研究

着重研究动力刀架与动力刀座结合的接口问题,其中包括刀座的动力传动接口和动力刀座在刀架上的固定接口两部分。以便使用动力刀架和选用动力刀座的客户能够较为深入的了解不同接口的特性。

动力刀架振动检测系统关键技术研究

目前,动力刀架振动测试方法的缺失及不完善严重制约了数控车床及车铣复合加工中心行业的发展。鉴于此,开发了基于虚拟仪器平台LabVIEW的三向振动检测系统。系统以三轴加速度传感器为传感器件检测刀架振动信息,采集到的信号经信号调理仪放大和调整,提高系统抗干扰性;通过对采集的振动信号进行频谱变换和频率信息的分析,可探究刀架振动原因进而采取相应措施有效减小振动;最后采集到的数据利用报表生成功能进行存储。

基于直驱摆头动力刀架的机电耦合分析研究

直驱摆头动力刀架系统是动梁无滑枕立式铣车复合加工中心的关键技术之一,该系统采用先进的直驱技术代替了传统的传动方式,直驱技术虽然有效的增高了机械的效率,但功率损耗和电气损耗也随之提高。针对动力刀架系统,通过"机械机构、控制系统、切削过程"三方面的耦合计算,提出了一种采用功能转换原理进行机电耦合系统分析的方法,得出直驱摆头动力刀架系统的最佳机电耦合系数。有效地增强系统的稳定性,提高摆头刀架的加工精度,并在一定程度上优化了系统。

数控车床用转塔动力刀架的发展方向

本文对国内外数控车床用转塔动力刀架产品进行了分析与比较 。

基于冲击载荷的动力刀架主轴可靠性分析

动力刀架在进行换刀动作时,其主轴会受到冲击扭矩,传统的基于稳态受力分析的动力刀架主轴可靠性设计没有将主轴急停瞬间的冲击载荷考虑在内。运用应变能理论建立考虑急停冲击载荷的动力刀架主轴的可靠性分析模型,在此基础上利用一次二阶矩法和摄动法求出动力刀架主轴的强度、刚度的可靠性指标,并运用O.Ditlevsen理论求得动力刀架主轴的强度、刚度联合可靠度。算例结果表明,基于传统稳态受力模型得出的动力刀架主轴可靠度明显偏大,安全性偏低。而基于急停冲击载荷的动力刀架可靠性设计安全性较高。

动力刀架综合性能检测系统研究

通过研究动力刀架在运转情况下的定位精度、振动、温升、微位移、噪声等性能指标的动态检测方法以及综合性能检测关键技术,提出了一套动力刀架综合性能测试技术方案,研发了动力刀架性能测试系统,实现了动力刀架相应的性能指标的检测。

动力刀架的发展趋势和应用分析

近年来,市场上推出了各种动力刀架产品。文中仅就动力刀架的发展趋势和应用情况进行了探讨。

单伺服动力刀架防撞车及过载保护结构的研究

单伺服动力刀架是车削中心和车铣复合加工中心上的关键功能部件,由于误操作、切削过载,或者刀架转位负载过大等原因有可能对刀架本身造成损伤,因而刀架需要设计防撞车和过载保护结构。文中主要针对几种国外知名厂商的防控车及过载保护结构进行分析介绍。

动力刀架刀具驱动模块动态特性分析

为研究最大输出扭矩工况下AK33双伺服动力刀架刀具驱动模块的动态性能,文章基于Hertz接触理论及有限元仿真对6级7齿轮传动链进行分析。对传动链齿轮啮合强度进行理论计算,利用Solid Works进行参数化精确建模,基于ABAQUS/Explicit显式动态分析方法对瞬态啮合过程进行动态仿真,将接触仿真结果与赫兹接触理论计算结果相比误差为8.27%,表明了所建有限元模型合理。通过对数控刀架驱动模块传动链的动态特性研究,直观了解动力传动的应力分布状态,发现传动过程中存在载荷冲击且齿向载荷分布不均,其应力极差为382.50MPa。指出数控刀架动力模块有待提高的具体因素,为动力刀架的研发及改进提供一定的理论依据和技术参考。

双动力刀架系统可靠性建模方法研究

研究对21台双动力刀架进行了四年的连续跟踪记录,收集了79条故障数据,应用Copula函数进行相关故障下的可靠性建模。首先,对双动力刀架进行子系统划分,通过对故障及维修记录整理和分析,得出故障相关子系统。然后,依据传统建模方法得到每个子系统的两参数威布尔分布,并依次通过假设检验和拟合优度检验。最后,选取Gumbel Copula函数作为连接函数,建立了双动力刀架整体的可靠度数学模型。将新模型与传统的串联模型对比,验证了基于Copula函数的可靠性建模更加合理。

模块化动力刀架设计（英文）

分析了模块化动力刀架刀盘形式、刀具驱动接口等关键技术。采用同步带和锥齿轮机构设计了径向模块化动力刀架,利用多级齿轮机构设计了轴向模块化动力刀架。设计了用于控制刀架锁紧和动力模块离合的液压系统。选择了带编码器的伺服电机及接近开关等主要电气部件,规划了工作循环方式,绘制了电气系统的连线图。分别制造了径向模块化动力刀架和轴向模块化动力刀架的样机。

单伺服动力刀架关键技术研究

针对单伺服动力刀架的相关关键技术点进行了分析,并对部分结构的实现方案进行了对比,可为相关刀架或者主机制造企业提供设计参考。

基于故障树蒙特卡洛的双动力刀架可靠性分析

文章采用故障树蒙特卡洛仿真针对双动力刀架进行可靠性分析。首先根据刀架故障模式建立双动力刀架系统故障树,得到刀架系统的最小割集;然后利用MATLAB进行蒙特卡洛仿真,结合函数关系对双动力刀架可靠性进行估计,并与传统分析方法所得数据比较,验证仿真正确性;最后确定刀架薄弱环节并预测可靠性。解决了传统可靠性分析试验周期长、数据样本大且难于处理、运算缓慢的问题。

双伺服动力刀架刀盘优化设计及分析

为提高AK33125动力刀架刀盘的动静态特性,对其进行多目标优化设计。利用ABAQUS对原刀盘进行静力学及动力学分析,通过静态加载试验可得实际弹性变形量与仿真结果误差为7. 5%,表明所建有限元模型合理。基于正交试验方法改变刀盘结构参数进行9次仿真分析,提取刀盘的最大弹性变形量,建立其与刀盘相关结构参数的数学模型,并利用MATLAB优化工具箱在质量驱动下,对刀盘进行结构参数优化。对优化后刀盘动静态特性分析,刀盘的最大弹性变形减小了9. 43%,一阶固有频率增大了48. 39%,质量减少了26. 77%,表明了对动力刀架刀盘优化的合理性,并为相关结构的优化设计提供一定的理论参考。

动力刀架传动链动力学研究及影响因素分析

针对实际工况下动力刀架刀具驱动由于传动链不平稳啮合而产生较高振动噪声的问题,基于非线性动力学理论和虚拟样机技术,以AK33125动力刀架为研究对象,建立了刀具驱动模块6级7齿轮传动动力学模型,对动力刀架刀具驱动传动链进行了动力学研究,分析了相关参数对传动链动态响应的影响.结果表明:齿轮副间适当的阻尼有助于提高传动链的稳定性;较小的负载扭矩可以减小传动链的速度波动幅值及频率;传动链速度波动的频率及振幅会随着电机齿轮输入转速的增加而增大.在实际工况中,可通过适当改变润滑方式以增大传动链齿轮副间啮合阻尼、加注切削液以适当减小切削载荷、在不影响切削效率的前提下适当降低电机转速等措施,减小刀架的振动噪声.

集成驱动动力刀架瞬态性能研究

介绍一种单自由度动力刀架,通过与同类刀架产品指标分析对比,显示出该刀架结构更紧凑、换刀更迅速。以刀架转位系统为研究对象,基于系统的转动惯量、阻尼系数、刚度系数建立了系统瞬态性能分析模型。通过时域分析法,利用SIMULINK对系统模型进行仿真,根据得到的系统阶跃响应曲线分析刀架在高速换刀时的抗冲击稳定性。分析显示,该刀架的结构设计合理,性能良好。

有关数控机床中六工位的转塔动力刀架的优化分析

本文针对数控机床转塔动力刀架的工作特点,从系统结构设计到软件编程等方面,介绍了数控机床的六工位转塔动力刀架优化方法。本文所提方法皆经过生产实践的检验,有助于数控机床操作人员对转塔动力刀架操控能力的提高。