基于多目标的SPFRAG车床床身结构优化设计

为探索提高机床综合性能的新途径,提出了采用钢-聚丙烯纤维增强人造花岗岩复合材料(steel-polypropylene fiber reinforced artificial granite,SPFRAG)代替铸铁制作机床床身的方案。以某车床床身为基础,运用中心复合实验设计法和Kriging插值法建立响应面模型,通过对各设计变量进行灵敏度分析确定权重占比;基于多目标遗传算法(multi-objective genetic algorithm,MOGA),以床身质量和一阶固有频率为约束条件、以最大总位移变形量和最大等效应力为优化目标,对复合材料床身结构进行了设计,并对优化后的床身结构经有限元软件进行动静态性能分析。结果表明:SPFRAG床身静、动态特性均优于铸铁床身,为复合材料床身结构设计提供了理论依据。

基于ANSYS数控车床床身有限元结构分析

床身是车床的重要基础件,它的动态特性和静态特性直接影响车床的加工精度及精度稳定性。以CK6136型数控车床为研究对象,采用Pro/E Wildfire 3.0建立床身的实体模型,借助大型有限元软件ANSYS对其进行静力分析与模态分析。静力分析结果表明该机床的结构设计过于保守,3个方向的刚度分布不均匀;模态分析结果表明床身的上面及床身后侧面的局部刚度比较薄弱。根据有限元分析结果,对CK6136型数控车床的床身结构进行优化,确定合理的床身结构,为CNC数控车床设计与制造提供理论依据。

车床床身结构的合理化设计

利用有限元法计算了 10种形状相同、壁厚不同的车床床身模型受力后的变形情况 ,并分析了开孔位置和壁厚对刚度的影响。

C0632台式车床床身铸铁件浇注与补缩一体化设计

C0632台式车床床身长1631 mm,宽223 mm,高315 mm,最小壁厚10 mm,最大壁厚35 mm,铸件重190 kg,材质HT200,粘土砂手工造型。为了防止铸造缺陷,选择底注式浇注系统,将导轨面向下,用大孔出流理论设计浇注系统,用均衡凝固模数法校核浇注系统的补缩能力。计算结果为:直浇道φ38 mm,梯形横浇道26/36 mm×30 mm,2个内浇道24/28 mm×27 mm。批量生产240台,铸件加工后没有铸造缺陷,满足技术要求。表明采用大孔出流理论设计浇注系统,均衡凝固模数法校核补缩能力的方法可以满足生产。

基于ABAQUS的数控车床床身有限元分析及结构优化设计

利用有限元法对数控车床床身进行静力分析和模态分析,并根据分析的结果对床身进行了结构轻量化设计。结果表明,在保证床身刚度基本不变的情况下,通过调整床身孔结构和加强筋的厚度,将床身质量降低了6.27%,可有效地降低产品成本。

大型车床床身劈箱铸造工艺

研究了大型机床床身铸件的铸造工艺方法,比较了几种传统的工艺方案。大型床身铸件外部、内腔结构复杂,常规工艺方法操作困难,因此采用劈箱造型工艺。该工艺简化了模样结构,降低了造型高度,方便了操作,尤其是方便型芯的安放,从而能够保证铸件的质量。详细介绍了劈箱铸造工艺中最重要的阶梯式浇注系统的设计方法,还介绍了工装设计中模板、定位板及堵头板等主要装备的设计方法及定位方式。最后,分析了劈箱造型工艺方法应用中的一些问题并提出了一些建议。

数控车床床身铸件的铸造工艺改进

介绍了机床床身的铸件结构及技术要求,详细阐述了该件的原生产工艺:分型面选择在地脚面所在平面,铸件收缩率为1%,采用开放底返式浇注系统,直浇道采用φ75 mm耐火管,横浇道截面积为49.5 cm^2,内浇道是5根φ30 mm耐火管,内浇道之间的距离为40 mm。生产结果显示:内浇道附近导轨局部表面有砂眼、粘砂等缺陷,清理困难。分析其原因后,通过更改内浇道位置,扩大内浇道与横浇道的距离,并采用双排横浇道,较好地消除了床身铸件导轨产生的砂眼、粘砂等缺陷,使铸件的出品率提高到89%以上。

卧式数控车床床身结构的静动态特性对比分析

以卧式数控车床基础支撑件即床身的设计为出发点,简要介绍了卧式数控车床床身的结构布局、导轨形式和筋板类型等结构特征,建立了平床身、45°斜床身和75°斜床身的三维模型。通过分析其切削工况、载荷、约束条件,在有限元分析软件ANSYS Workbench中对3种结构的床身进行了静刚度及模态分析。通过对比分析3种角度床身结构的静动态特性,确定了45°斜床身为卧式数控车床床身的最优支撑结构。

重型车床床身性能分析及多目标参数优化

以重型卧式车床床身为研究对象,为满足床身在静刚度不降低条件下达到轻量化、动静态性能好这一要求,提出以质量、最大变形和低阶固有频率为目标的优化设计方法。通过正交实验法建立了床身低阶固有频率、最大变形和质量关于筋板厚度的响应面模型,并对模型的准确性进行了验证。运用带有非支配排序遗传算法(NSGA-Ⅱ)对床身进行多目标优化求解,得到了Pareto最优解集。在此基础之上,采用基于信息熵赋权的多目标灰靶决策算法对Pareto解集进行优选。通过对最终方案进行有限元分析,优化后的床身动静态性能略有提高,质量减轻了604kg。具体算例表明,该方法具有实用性。

斜床身卧式车床床身结构轻量化设计研究

文章根据多年来国内外科研工作者在结构设计上的研究成果,对机床支承件结构设计基本流程进行归纳和总结。并以DL32M斜床身式车床床身为研究对象,分别对床身的结构构型与特征尺寸进行优化设计,研究了斜床身卧式车床的床身结构轻量化设计方法,并形成了较为系统的斜床身卧式车床的床身结构轻量化设计方法,该方法对机床支承件结构优化设计具有参考价值和指导意义。

CW6140型车床床身模态分析

针对CW6140型车床床身结构建立有限元分析模型,对其进行模态分析,得到车床床身在无阻尼自由振动条件下的固有频率和模态振型,为车床在实际工作状态中避免发生共振以及后续的结构优化工作提供了重要的依据。

KSJM6130数控车床床身导轨仿真实验平台研究

以KSJM6130数控车床床身导轨部件为对象,进行实物拆装、结构剖析、虚拟仿真拆装过程和实现原理的研究。采用的方法首先是仔细分析研究床身导轨组成零部件结构、装配机理和拆装程序,确定出部件的装配和拆装工艺规程,再结合Solidworks三维造型功能完成零件实体造型、实体样机装配,最终利用Solidworks虚拟仿真和动画渲染技术开发出数控车床床身导轨三维动画虚拟拆装、导轨内部结构辨识实验教学平台。项目研究为机床整体的机械、电气软硬件一体化综合仿真实验平台研制奠定扎实基础。

车床床身导轨副的手工磨削及贴塑工艺

在卧式车床的修理中，床身导轨副的精度修理是主要工作之一。目前，有条件的能利用导轨磨床、龙门磨床等大型设备进行精磨，无此条件的则只能利用手工刮研进行修复。目前手工刮研仍是主要的方法。手工刮研虽然精度可达0．005～0．01mm／1000mm，但费时费工太多，操作者的体力付出太大，手工磨削法修理精度比手工刮研精度稍低，但省时、省工、省力，经实际验证，完全可替代手工刮研。其具体工艺方案如下：

基于ABAQUS固有振动频率模态分析的车床床身结构优化设计

利用UG对车床床身进行三维建模,在ABAQUS环境下对床身添加约束,进行模态分析,获得床身固有振动频率。通过计算获得精密车床工作时的齿轮啮合振动频率和主轴回转振动频率。结果表明,齿轮啮合振动频率是引起床身共振的主要因素。根据改变床身结构而改变固有振动频率的原理,对床身提出增加床身型腔数量、增加筋板厚度、改变排泄孔几何形状等3种结构优化方案,对优化后的床身再进行模态分析。将床身排泄孔设计为六边形结构,可使床身固有振动频率与机床齿轮啮合振动频率相差最大,并有效地避免了共振。

车床床身M面、H面、K面加工工艺的改进

对车床床身淬火后产生的扭曲变形现象进行分析 ,针对现行加工工艺的特点 ,改进了加工工艺技术。改进后的工艺 ,夹紧、找正更方便 ,更快捷 ,床身自由调平更容易 。

高速数控车床床身加工工艺

ADG系列高速数控车床属数控机床重大专项产品，该产品的研制对于提高生产效率，减少切削力，提高零件加工精度和表面质量，降低生产成本都起到了很大的推动作用，实现了高硬度材料“以车代磨”的加工效果。因高速切削产生的切削力一般作用在床身上，床身受力较大；且速度很高还会产生较大的附加惯性力作用在床身上，因此床身需要足够的刚度。同时为保证机床高速、高精的质量要求，床身必须具有较高的制造精度和稳定性。

车床床身导轨的“亮条”缺陷

对车床床身导轨出现的“亮条”缺陷的特征、显微组织及形成原因进行了分析探讨，并在此基础上指出了解决缺陷的措施。

利用车床床身改装双头卧镗

介绍了利用车床床身改装的双头卧式镗床的结构。

小型车床床身淬火机床的改进设计

针对淬火机床水压力不足，冷却不充分或误操作按下了淬火按钮，易烧坏感应线圈，以及拖动工件的小车运行速度不均匀，致使淬火工件达不到相应的技术要求进行改进。

重型卧式车床床身整体结构与分离结构型式的选择

1床身的功能及对它的基本要求 床身是重型卧式车床的基础件,车床的许多部件或模块装在床身上或在床身导轨上运动。床身的功能是支承车床的不动部件和移动部件,并保证其相对位置和运动精度。对床身的基本要求是：（1）为保证装在床身上部件的相对位置和运动精度,应具有良好的运动精度,并有很好的耐磨性。