拓扑与MOGA算法下的梁柱材刀架轻量化设计

为了提高梁柱材钻铣刨加工中心的综合性能,本文以其中具有X,Y方向插补运动的刀架为研究对象,进行轻量化设计。对刀架的质量进行两次优化:第一次使用拓扑算法优化,以最大刚度为目标函数,应力、变形为约束,质量为响应约束,建立拓扑优化模型进行优化;第二次使用MOGA算法在拓扑优化的基础上进行优化,建立拓扑优化刀架的重构模型,验证力学性能与低阶固有频率,选择优化设计变量,设计CCD(Central composite design)试验获得初始样本点,选取5个验证点与Kriging模型的预测值进行拟合,根据Kriging模型建立局部灵敏度较高设计变量的响应面模型,获得设计变量对应力、变形、质量直观的影响程度,利用MOGA算法建立优化模型,寻找最优解。试验结果表明:在满足强度的条件下,经过两次质量优化设计,刀架质量减小了14.48%。

医用防护服粉碎装置设计

为提升粉碎装置对医用防护服混合物的粉碎性能,需对粉碎装置进行优化设计。采用模块化设计与粉碎过程分析的方法,对医用防护服粉碎装置的动刀安装角度与刀架安装布局进行改进设计,使用ADAMS对优化前后的粉碎装置进行仿真模拟。结果表明:将粉碎动刀的安装角度由水平安装提升至与水平方向呈60.8°的夹角后,粉碎装置对医用防护服的剪切力提升了34%;动刀刀架以间隔15°的方式进行布局,刀架工作时所受到的应力由3960 N下降至660 N;对医用防护服混合物剪切时,优化后的单辊式粉碎机刀架布局角速度波动范围由625~820°/s降低至700~800°/s,角加速度无明显波动,振动明显降低。

CA6136卧式车床前置刀架定位机构耐冲击性研究与改进

对CA6136卧式车床长期使用和研究发现前置刀架定位精度和耐冲击性较差,发生撞刀或受到冲击,很容易卡死,强行搬动刀架拉杆换刀,拉杆会折断以致损坏机床部件,后续维修较难。为延长刀架使用寿命,很有必要对其定位方式进行研究和改进。分析后提出3种改进方案,经过结构设计、受力分析和对比研究后选定最优方案。通过机械加工、装配和调试等过程完成改进,经长期测试能达到理想效果。该研究成果值得机床厂家参考和使用。

定刀滑切式榨菜收获机设计与试验

针对榨菜机械化收获中存在的合格率低、叶缨过长等问题,根据其需要同时进行打叶和切根的联合作业要求,设计基于定刀滑切原理的单刃口收获割刀,研制可同时进行切缨作业和切根收获作业的榨菜联合收获机。阐述整机结构与工作原理,对样机关键部件进行结构设计和理论分析,测定青菜头物理外观特性,分析不同刀具刃口滑切作业的受力情况,设计单刃口的V形滑切刀,确定切割刃角数值为25°和滑切角范围为20°~55°。基于收获作业高度及牵引需求,设计高度可调的割刀刀架和履带式底盘,对履带式行走装置的行走速度、接地比压、最大牵引力等相关数据进行计算,明确联合收获机工作机理,确定影响打叶切缨和切根收获作业合格率的主要参数,并基于正交试验对整机进行参数优化。确定最佳工作参数为:切根刀具入土角5°,刀具滑切角40°、打叶刀轴中心高度400 mm、打叶刀转速1500 r/min,行走速度0.5 m/s,其中,割刀入土角度对切根合格率影响最大,行走速度对打叶和切根作业的合格率影响较小,在最佳此参数下进行收获作业,打叶合格率和根切合格率分别为96.8%和91.2%,各项指标满足榨菜机械化收获的作业要求。

数控车床刀架PLC程序的组织和调试方法

刀架在数控车床中属于最为基础的部分,同时在整个车床配件中占有重要位置。数控车床中使用最为广泛的刀架形态即电动式刀架,其由电动刀架和卧式电动刀架2种类型共同构成。在使用过程中,电动换刀架的选择与置换操作正确与否关系到整个车床使用过程中效率提升效果好坏。正确的操作模式可有效减少时间浪费,降低操作误差,提升数控车床对复杂零件的加工精度。论文以六工位的立式电动刀架的PLC程序为例,探讨了该程序的组织和调试方法。

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。

数控车床刀架的故障分析与维修

以CAK6150经济型数控车床为例,对刀架部分经常出现的几例故障进行了分析,并提出了维修方法。

基于有限元的剥线机刀架结构设计及优化研究

针对护套线剥线机主传动刀架结构设计的合理性及静态和动态特性较差的问题,在确定护套线剥线机主传动机构的自振频率以及对应振型的基础上,设计了护套线剥线机主传动刀架结构。对刀架结构进行有限元分析,以端面厚度与切刀安装螺纹孔位置作为设计变量,以静态特性为目标参数,对端面厚度等参数进行了灵敏度分析,得到了各参数对静态特性的影响趋势;根据灵敏度分析结果对初步设计的刀架各项参数进行了优化,最终得到了优化后的护套线剥线机主传动刀架结构。研究结果表明:优化后主传动刀架的静态和动态特性在一定程度上得到了改善,固有频率及静刚度均有所提高,刀架质量有所减轻。

基于支持向量机的数控机床液压刀架的故障诊断研究

针对数控机床液压刀架在工作过程中所产生的不同种类的故障情况,利用支持向量机对其进行故障诊断。分析了数控机床液压刀架的工作原理;分析了支持向量机的基本概念,建立了故障诊断流程;进行了故障仿真分析,结果表明该方法具有较好的故障诊断可靠性。

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。

数控车床常见故障诊断与分析

文章以CAK6150-DJ经济型数控车床为例,首先介绍该数控机床的有关基础知识,重点对刀架部分使用中出现的几例故障,分别列出了故障现象,并对故障原因进行了全面分析,针对不同的故障原因,提出了具体维修方法。对使用中出现的急停报警、车螺纹乱扣等的其他故障也做了较详细的原因分析,并提出了相应的维修方法。

数控车床电动刀架的故障维修两例

分析了数控车床电动刀架的两个典型故障,并提出了维修方法。

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。

结构参数对机液伺服仿形刀架性能的影响分析

机液伺服仿形刀架对非圆回转体类零件的加工,应用广泛。为了保障仿形刀架的加工精度,必须选择一组合理的结构参数使系统的动态特性满足要求,采用古典控制理论的分析方法,对机液伺服仿形刀架进行数学建模和动态特性分析,并用Matlab中的Simulink模块对系统进行仿真。结合动态分析与仿真的结果,深层次的剖析了结构参数对系统的稳定性、快速性和准确性的影响,为机液伺服仿形刀架的设计及结构参数的设计提供了理论依据。

普通车床刀架的数控化改造

针对普通车床刀架换刀时需要人工手动操作、换刀时间长的工作情况,选用STC12C2052单片机作为控制器件,设计了一套刀架控制系统,实现了普通车床刀架的自动换刀,节省了换刀的时间,提高了普通车床的加工效率。同时,针对电动刀架在数控机床上通过数控系统控制和本系统中单片机控制的不同情况,从安全的角度出发,在设计中增加了相应的换刀功能允许按键及状态信息显示,提高了系统的安全性及可靠性。

基于Matlab/Simulink的液压仿形刀架建模与仿真分析

在仿形刀架数学模型的基础上,利用Matlab/Simulink仿真软件建立了其控制系统的仿真模型,绘制了开环系统的Bode图及4种典型信号作用下的仿真曲线.为液压仿形刀架设计参数的选择和性能的研究提供了理论依据,对保证加工质量具有一定的指导意义.

镗床多功能刀架设计

针对没有平旋盘的镗床在加工过程中无法调整镗刀的径向进给量问题,通过对径向进刀系统传动链的运动分析和计算,设计一种镗床多功能刀架。使用该刀架能在主轴旋转的同时,手动或自动调节镗刀的径向进给量。并采用Pro/E软件建立了刀架的三维模型。使用该刀架能极大地方便加工操作,提高机床的加工效率。

CA6150柔性刀架设计及静动特性分析

车削振动主动控制中,考虑到车削加工中刀架的受力以及控制执行器的性能特点,刀架设计至关重要。为了减小径向载荷对执行器的作用,本文利用柔性铰链设计了CA6150柔性专用刀架,在此基础上,分析了专用刀架的静、动特性,表明该结构达到设计要求,并通过脉冲激励实验证明了刀架具有较好的动特性,可以满足CA6150车削振动主动控制的要求。

数控车床自动刀架辅助维修诊断平台的设计与应用

针对数控车床自动刀架故障现象复杂多样,建立了数控车床自动刀架辅助维修诊断平台,将诊断过程、方法、步骤与数据库建立联系;统计故障现象种类,由上到下建立故障树分析方法,将故障树、排故规则与数据库编号一一对应,设立人机对话窗口。在维修诊断过程中,维修人员可通过平台上视频操作步骤、线路连接电子图等信息,对照故障刀架结构,快速、高效地找出故障点,大大地缩短了排故时间。