钢纤维增强树脂混凝土超精密磨床床身材料设计及综合性能优化分析

为了探索提高机床床身综合性能的新途径,采用钢纤维增强树脂混凝土材料代替铸铁床身,通过“HORSFIELD最密堆积理论”、“贝雷法”以及排水法等理论确定钢纤维树脂混凝土组分质量分数,以优化其综合性能,并测试复合材料强度和阻尼性能参数。以铸铁床身为比对原型,设计了同款的钢纤维树脂混凝土床身新结构,借助于有限元软件对两种材料的床身进行了静、动态特性及轻质性分析和计算,并进行对比。结果表明:与铸铁床身相比,钢纤维树脂混凝土床身质量降低17.78%,最大整体变形和最大等效应力分别降低23%和76.83%,前6阶固有频率均有提升,在X、Y、Z三个方向最大振动幅值分别降低85.96%、68.49%、50.30%。以响应面优化方法对钢纤维树脂混凝土床身进行优化设计,与原设计方案相比,在保证床身轻量化的同时,其静、动态特性均有不同程度改善。

内圆磨床床身设计参数的灵敏度分析及动态设计

机床床身在固有频率下的动态特性 ,对机床的加工精度有很大的影响。本文通过对组成框架型内圆磨床床身和双 W型内圆磨床床身的主要肋板的厚度、位置等设计参数的灵敏度分析 ,找出了对该类型机床床身结构动态特性影响较大的设计参数 ,使磨床床身的设计既能保证有较好的结构动态特性 ,又能达到使其重量最轻的目的。

磨床床身结构优化设计

基于参数化建模和结构优化设计理论,建立了某磨床床身的参数化有限元模型;以床身的筋板间距和壁厚为设计参数,在保证导轨刚度的条件下,采用整体优化和分层优化的方法分别对床身结构进行了优化设计,达到降低床身自重的目的,并对优化前后的结构进行了力学性能比较。整体优化是指同时优化所有的设计变量,而分层优化是指将设计变量根据其对设计目标和约束条件的影响进行合理分组,逐步优化。结果表明,采用分层优化技术可有效地解决设计变量较多的复杂结构优化设计。

磨床床身结构分析与优化设计

磨床床身固有频率是评价床身动态性能的一个重要参数,提高床身的固有频率能有效地提高床身结构刚度。对床身原模型进行模态分析,找出床身结构设计存在的薄弱环节,再对床身进行结构改进,以提高床身的固有频率。通过采用不同的改进方案,比较改进后所取得的结果,得出优化方案,同时也为床身的结构设计提供了理论依据。

基于元结构的螺杆转子磨床床身动静态特性分析与优化

螺杆转子磨床床身是关键的承载大件,其动静态性能的好坏将直接影响整机的加工精度和稳定性。为实现床身的快速动态优化设计,首先基于元结构理论,使用ANSYS软件仿真分析了床身筋格元结构各主要参数对其动态特性的影响。在此基础上,以提高床身低阶模态固有频率和降低床身重量为目标,对床身的结构参数进行优化,同时通过静力分析验证了优化方案的可行性。优化后,床身低阶固有频率得到了较大幅度的提高,其中一阶固有频率提高了22.3%,床身的重量下降了8.39%,同时静刚度也有明显提高,改善了床身的动静态特性,节约了制造成本。该方法对其他类似关键零部件的动态优化设计具有一定的借鉴意义。

五轴数控磨床床身结构分析与优化

在ANSYS软件平台上建立五轴数控磨床有限元模型,对其床身结构进行静、动态特性分析与优化,通过对比提出两种优化方案,分析结果表明:综合改进后的床身相比原床身在静态特性上得到极大提高,且动态特性也有相应的增强。

精密螺母磨床床身动静态分析与结构优化

以某型号精密螺母磨床为研究对象,使用Ansys有限元分析软件对其结构进行模态分析,识别出其结构设计中的薄弱环节。在此基础上,以提高床身低阶固有频率和降低床身质量为优化目标对其结构进行了改进。比较四种改进方案取得的结果,确定综合优化方案并对其进行相应的静刚度校核。优化后的床身与原模型相比,前四阶固有频率均有大幅提高,其中一阶固有频率提高16.7%,床身质量下降1.36%,最大位移变形降低了22.1%,且受力均匀,达到了预期的目标,同时也为螺母磨床床身的结构设计提供了参考依据。

基于有限元分析的拉刀磨床床身结构优化设计

床身是机床的重要基础件,它的动态特性和静态特性直接影响到机床的精度和稳定性。在设计阶段通过建立QMK008拉刀磨床床身的实体模型和有限元模型,基于有限元方法进行仿真计算,得到了原始设计方案床身的变形和模态。根据床身的结构特点和刚度要求对原始方案进行改进,通过有限元分析和对比,发现增加壁厚和筋板厚度床身刚度没有明显提高,采用米字型筋板可以提高床身的静刚度和狭长形床身的固有频率,增加地脚螺栓个数对于提高床身动静刚度也有明显作用。

基于ANSYS的曲轴磨床床身的动态性能分析

运用SolidWorks软件建立数控磨床床身模型,导入ANSYS分析软件分别进行静力学和模态分析。根据分析结果,对床身壁厚、掏沙孔形状及筋板布局等结构进行优化设计。综合各结构优化方案,优化后的床身体积增加1.199%,最大变形可以减小52.034%,第一阶固有频率提升21.478%。

基于ANSYS的平面磨床床身结构优化设计

采用三维设计软件SolidWorks建立平面磨床及其床身,导入ANSYS软件对床身进行三维有限元分析,根据分析结果对床身结构进行改进,并对改进后的床身进行三维有限元重分析,为床身的改造和优化提供重要的依据。

平面磨床床身的三维有限元分析

采用三维设计软件SolidWorks建立数控平面磨床床身 ,导入ANSYS软件后进行三维有限元分析 ,并与以往的二维有限元分析计算作比较 。

五轴工具磨床床身的结构分析与轻量化研究

以五轴联动工具磨床的床身为研究对象,分析了磨床在极限位置使用情况下床身的静态特性,找到了床身变形最大区域。通过自由模态分析和约束模态分析,得到床身各阶模态的振动特点,并从最大变形区域中选取一点进行谐响应分析,预测床身的持续动力特性。根据分析结果,找出薄弱环节,在保证床身动静态特性不降低的基础上对床身进行轻量化研究,最终减重7.73%,节省了材料与成本。

新型自准直导轨磨床床身—基础系统的热态特性分析

为消除环境温度变化对导轨磨床加工精度的影响 ,提出了一种新型导轨磨床 (自准直导轨磨床 )的床身—基础系统 ,并将自准直导轨磨床床身—基础系统的热态特性与普通导轨磨床床身—基础系统的热态特性进行了对比分析。理论分析和实验结果表明 。

M224内圆磨床床身铸件的双层浇注

为保证耐磨性能,M224床身导轨部位最低硬度要求为HB190。保证截面厚大的导轨部位具有高硬度,同时又兼顾其他薄壁部位的加工性能,是分层浇注工艺所要解决的核心问题。依据M224床身铸件的结构特点,采用不同材质的金属液分层浇注床身铸型,所得到铸件完全符合设计要求。实践证明,分层浇注工艺的应用使铸件各部位的性能达到要求,使机床床身铸件的成品率显著提高。

基于ANSYS Workbench的人造花岗岩复合材料磨床床身瞬态热应力分析

为了探究人造花岗岩复合材料的瞬态热应力和热变形,利用三维设计软件和有限元软件协同仿真的方法,建立人造花岗岩复合材料磨床床身模型,对床身施加边界载荷来模拟床身的实际运行环境,从而获得床身的瞬态温度场。在此基础上,对床身施加外部约束载荷,进而获取床身的瞬态热变形、热应力。根据床身热变形及温度场分布情况,提出了降低床身热变形的方法。

基于ANSYS的超高速平面磨床结构优化设计

提高机床零部件的第一阶固有频率是提高机床刚性、避免共振、降低振幅的有效措施。用有限元方法对超高速平面磨床的床身和立柱及其改进结构做模态分析,得到能提高第一阶固有频率的各种结构。

混杂纤维人造花岗岩超精密摆线轮成形磨床床身的动静态特性研究

利用正交试验法,设计并制作了不同配合比的混杂纤维人造花岗岩试件,并对试件进行了抗压强度测试。利用SolidWorks建立了超精密摆线轮成形磨床三维模型,在ANSYS Workbench平台对相似结构的混杂纤维人造花岗岩、未添加纤维人造花岗岩以及铸铁(HT250)摆线轮成形磨床床身分别进行有限元分析。结果表明:(1)添加混杂纤维可以提高人造花岗岩材料强度;(2)混杂纤维人造花岗岩床身的等效变形最小,等效应力低,床身前5阶固有频率最高。

磨床床身铸件劈模造型若干问题的探讨

基于多年来内圆磨床床身铸件的铸造生产实践,对磨床床身铸件双劈式劈模造型法进行探讨。在造型、合箱时采用可靠的定位方式,在组芯时选用恰当的参照平面,用囤砂法保证砂芯的排气通畅,并做好砂型的紧固、封箱等,使多种规格内圆磨床床身铸件的批量化生产,简单、方便、高效,同时提高了铸件的成品率。

基于有限元的版辊磨床床身设计

介绍了版辊磨床床身的三维CAD造型方法和有限元处理方法 ;用有限元分析软件ANSYS对几种改进型床身进行了有限元动态分析 ,通过分析 ,确定了床身结构的最优设计方案。本文提出的利用CAD和CAE集成技术在虚拟环境下对版辊磨床床身进行开发设计的方法 ,对产品的动态优化设计具有指导意义。

基于ANSYS Workbench的磨床床身结构分析与优化设计

床身作为重要的支撑件是整个机床的基础,床身的刚度和稳定性会直接影响到被加工件的尺寸及表面精度。床身的固有频率是评价磨床动态性能的重要参数,提高床身的固有频率能够有效的提高床身的结构刚度。床身经模态分析后,直观的显示出了其结构在设计阶段存在的薄弱环节,通过对床身结构的改进提高了床身的固有频率;通过比较不同的改进方案得出了磨床床身最优的改进结果,为后续的磨床床身结构设计提供了理论依据和工程参考。