Research on steel-fibber polymer concrete machine tool structure

Researched on the design and manufacturing of machine tool bed made by Steel-fibber Polymer Concrete(SFPC),which analyzed the static,dynamic and thermal performances of the bed.The results of study prove that machine tool bed made with SFPC is much more superiority than made in cast iron in dynamic and thermal perform- ances,and is more superiority then made in Polymer Concrete (PC) in static perform- ances.It can be concluded that the static,dynamic and thermal properties of machine tool can be improved by manufacturing machine tool bed with SFPC.Also SFPC machine tool bed posses some other advantages in the following: short development time,simple pro- duction process,reducing cost cost,saving energy,iron and steel.

DRIVE AND CONTROL OF VIRTUAL-AXIS NC MACHINE TOOLS

The structure features and driving modes of virtual axis NC machine tools are studied. Accor ding to different application requirements,the three axis control method,the five axis control method and the sixfreedom control method are put forward.These results lay a foundation for the product development of the virtual axis NC machine tools

基于ANSYS的果树嫁接机结构优化分析

通过对果树嫁接机的基本工作原理和结构形式进行分析,构建了果树苗木的力学特性,进行了果树嫁接机切刀优化设计。利用ANSYS对果树嫁接机切刀进行有限元分析,根据静力分析结果进行切刀寿命仿真,获取果树切刀应力集中位置和切刀结构脆弱点。分别采用两种不同材料对果树嫁接机切刀进行有限元分析,通过应力云图和寿命曲线对果树切刀进行优化设计,最终采用Cr12MoV制作果树切刀,提高了果树嫁接机的使用寿命。

基于ABAQUS的高速立式加工中心床身的优化设计

利用有限元分析软件ABAQUS对BVG系列高速立式加工中心的床身进行模态和静力分析;根据仿真分析结果,针对床身设计中的薄弱环节进行改进,对改进后的床身进行模态和静力分析。结果表明,优化后床身的结构性能较原设计得到明显提高。

节流器结构参数对Nanosys-1000液体静压导轨承载特性的影响

从实际加工角度出发,研究了节流器结构参数对Nanosys-1000超精密加工机床静压导轨承载特性的影响。利用流体分析软件建立导轨承载油垫的有限元模型并搭建了相关静压导轨实验台,研究了进口油压为1.7 MPa,油膜厚度为36μm时承载油垫的压力场分布特征,并通过对压力场积分得到油膜承载力,求导得到油膜刚度,从而揭示不同结构参数对静压导轨承载特性的影响。研究结果表明:节流器结构参数中节流孔孔径对机床承载特性影响最大,其次为节流孔孔长,出入口倒角对其影响甚微。导轨负载较小时,扩大节流孔孔径与缩短节流孔孔长有助于改善静压导轨承载特性;但在重载条件下,缩小节流孔直径,增加节流孔孔长反而更有利。将仿真数据与实验数据作对比,得到3个承载力测量点数据误差分别为7.9%,6.9%,8.6%。最后根据研究成果,确定了Nanosys-1000机床静压导轨节流孔结构参数。

基于Isight的机床结构CAD/CAE集成优化方法研究

在多学科优化集成软件Isight环境中,综合应用SolidEdge参数化建模功能和ANSYS有限元分析功能,建立一种面向数控机床的CAD/CAE集成优化设计框架。提出了采用优化拉丁超立方抽样试验设计、响应面近似模型建模以及智能优化方法,以某卧式加工中心Z向进给系统为研究对象,进行了CAD/CAE集成优化应用验证,并对滑座的几何尺寸参数进行了优化,结果表明提出的集成优化方法是可行的。

基于ANSYS并联机床结构形式的有限元分析

为探讨并联机床结构刚度对并联机床性能的影响,在并联机床刀具顶点受力相同的情况下,利用AN SYS软件对三种并联机床的主要结构形式进行了静刚度有限元分析,得出了三种结构的位移变形、最大应力和动平台的最大位移变形。经过分析比较,认为交叉结构是并联机床比较理想的结构形式。

采用残差结构和卷积神经网络的铣刀磨损研究

对于传统的卷积神经网络准确率低的问题,提高刀具磨损监测的准确性,提出一种具有残差结构的一维卷积神经网络。模型中采用两个残差块,残差结构能够跳跃一部分卷积层减少模型的训练时间,并将信息保留下来与下一层输出连接起来。采集的信息具有多维性,卷积神经网络能够自适应地提取相关特征,比传统机器学习需要人工依靠经验来提取特征更具有可靠性。实验结果表明,具有残差结构的卷积神经网络比传统的卷积神经网络不仅有较低的损失函数值,在准确度方面也有很好表现,提高了刀具磨损分类的精度。

TK6920DA重型数控落地铣镗床主轴-滑枕系统热态特性结构优化研究

针对TK6920DA重型数控落地铣镗床主轴-滑枕系统的热态特性展开研究,首先采用有限元法(FEM)建立了主轴-滑枕系统的热态特性有限元模型,通过分析该系统的热源并确定热边界条件,利用ANSYS软件对系统温度场与热变形场进行了数值仿真,获得了影响机床精度的关键部位。其次,分析了主轴前端轴承冷却套流量对系统热态特性的影响规律。最后,通过改进液压冷却方式和优化滑枕结构提高了主轴-滑枕系统的热态特性。为重型落地铣镗床结构优化设计和热变形误差补偿提供参考依据。

基于粗糙集结合SimRank算法的数控机床故障诊断研究

数控机床故障复杂且种类繁多,在研究了几千例的数控机床的故障案例后,提出了一套能够精准描述数控机床的故障知识并具备学习能力的诊断系统。在该系统中,定义了数控机床七层故障诊断知识结构,并且在这个知识结构基础上应用粗糙集算法对故障的现象的权重进行自动计算,再应用SimRank算法进行从故障现象到故障原因的诊断。通过典型案例与实验数据,已证明结合粗糙集的SimRank算法的合理性。

基于ANSYS的元结构选型与优化

运用有限元理论和有限元分析软件ANSYS,针对传统的元结构选型方法中存在的备选元结构尺寸比例由经验确定、质量不统一等不足,提出了新的选型方法。建立备选元结构的参数化模型,并进行尺寸迭代优化。将优化元结构进行扩展,并分析扩展结构的动态特性。依据扩展结构动态性能的优劣来确定元结构的型式。对两种典型元结构的动态特性进行比较,验证了新方法的可行性。该方法使元结构的选型更准确,并完善了基于元结构的机床结构动态优化的过程。

基于LabVIEW的精密数控机床进给系统实验台的构建

针对数控机床进给系统进给运动中产生的振动直接影响数控机床的定位精度和加工精度,导致故障率升高等问题,构建了基于Lab VIEW的数控机床进给系统实验台。采用交流伺服电机作为动力源,用滚珠丝杠螺母副、滚动直线导轨等构成其传动部分,使用脉冲式运动控制卡作为上位机,用Lab VIEW软件实现对电机的驱动与控制。实验结果表明,实验台实现了对刀架的速度、行程的精确控制,为后期数控机床进给系统的实验分析打下了基础。

基于ANN和GA的机床结构优化设计

机床主轴是机床中的重要部件,其设计对机床性能影响很大。在对主轴设计的各项要求中,刚度和振动稳定性是主要考虑的指标,将其归纳在一个含区域和性能约束的主轴结构优化设计数学模型中。借助有限元软件可获得不同主轴尺寸下的各项性能指标,利用人工神经网络(ANN)实现主轴各项性能指标的近似分析,并采用遗传算法(GA)实现了性能指标为设计变量隐式表达下的机床主轴结构优化设计。

基于Stewart机床的一种新结构

该文在分析目前虚拟轴机床研究和开发现状的基础上 ,提出一种新结构的虚拟轴机床 ,对其结构特点和性能进行论述 ,并对其工作空间、平台偏转角、精度和力特性问题作分析。应用达朗贝尔原理和虚位移原理 ,分析机床机构的动力学问题 ,并建立动力学方程 ;应用修改的Gauss Seidel迭代法 ,考虑活动平台作水平圆周运动情况 ,解出了动力学方程的数值解 。

基于有限元分析的数控机床床身结构分析

通过有限元分析方法优化床身结构,以提高机床的整体性能和加工精度。研究过程中先构建机床的三维模型,然后简化模型,以提高分析效率,同时对机床床身进行受力分析和动静态特性分析。通过对前后磨床床身的受力分析,明确不同位置受到的切削力大小和方向,并据此得到后磨床床身的完整受力情况。通过对床身进行动静态特性分析,确定床身的最大等效应力、最大静变形尺寸以及模态分析结果。最后,通过对床身结构的优化分析,调整筋板的位置和数量以增强其刚性和稳定性。改进后的参数尺寸对比显示,尽管整体质量有所增加,但在可接受范围内,同时磨床床身的最大静变形和一阶固有频率均得到了显著优化。

基于响应面法的柔性钻削加工机床的整机结构优化

柔性钻削加工机床的整机静动刚度对保证其加工精度至关重要,为提高柔性钻削加工机床的整机综合性能,建立整机的有限元模型进行静动态特性分析,选取主要部件的关键尺寸为设计变量,基于响应面法和多目标尺寸参数优化方法确定整机的结构优化方案,利用LMS动态测试系统完成整机的模态参数识别。研究结果表明:优化设计后,机床整机质量减少7.2%,最大变形量减小了23.1%,一阶固有频率增加33.6%。整机的静动刚度均有不同幅度提升,研究结果对提升整机的综合性能具有一定的指导意义。

机夹型叶根铣刀设计及自动检测技术

分析机夹型叶根精铣刀的设计方法,确定刀具刃口型线,通过UG建立刀体模型并进行加工程序模拟,通过NUMROTO软件进行3D模拟,查看模型是否与型线外形符合,测量和优化刀具角度,在无碰撞和干涉条件下对刀槽进行加工和测量。确定刀片装配位置、设计槽型的加工顺序,建立合适的刀具坐标系,采用CadLoadModel语句导入理论模型后进行元素分组,实现机器坐标系与模型坐标系的统一,检测表明,该设计方案满足使用要求,提高了叶片加工效率。该工艺对其他机夹型叶根铣刀的研究具有一定推广使用价值。

三标度AHP多层模糊评价法在机床结构件优选设计中的应用

针对机床结构件多设计方案优选决策这一包含多层次、多指标,定性和定量因素并存的综合决策问题,提出了利用三标度AHP多层模糊评价法对机床结构件进行优选设计。以龙门机床立柱结构件为研究对象,在综合考虑其材料选用、结构设计及优化的基础上,得到了4种不同的立柱结构件作为备选方案。利用有限元分析软件对备选方案进行了静力学分析、模态分析和热分析,得到了影响立柱综合性能的3大要素14个性能指标作为优选设计的原始数据。建立了机床结构件三标度AHP多层模糊评价模型,代数数据计算求解,定量的找出了最优方案。经课题组人员分析比较并结合专家意见,认为采用三标度AHP多层模糊评价法找出的最优方案符合工程实际,方法有效可行。

虚拟轴机床基于CMAC滑模变结构控制的实验研究

文章针对虚拟轴机床的双摆角铣头位置伺服系统,将小脑模型关节控制器(CMAC)与滑模变结构控制相结合,设计了基于小脑模型关节控制器(CMAC)的神经元离散滑模控制算法并进行了实验研究。实验结果表明,采用这种控制策略不仅极大地降低了常规滑模变结构控制中的抖振现象,且具有良好的动、静态性能及较强的鲁棒性,实现了虚拟轴机床双摆角铣头快速、准确的位置伺服控制。

高精度数控机床结构设计的优化研究

针对高精度数控机床结构设计中存在的刚性不足、热变形显著和动态性能欠佳等问题,提出一种融合拓扑优化、参数优化、主被动阻尼和热误差补偿的创新性综合优化设计方案。对比分析优化前后高精度数控机床的性能,结果表明该方案能够显著提高机床的静动态刚度、固有振动特性和热稳定性,在高速铝合金切削试验中表现出优异的综合性能,为实现高精度、高效加工奠定了坚实的基础。