基于响应面法的数控机床工作台有限元分析与尺寸优化

工作台是龙门数控机床的重要组成部件,对工作台的结构和工况进行分析;在分析的基础上,通过正交试验选取需要优化的尺寸变量;利用ANSYS/Workbench有限元软件进行灵敏度分析,得到分析结果;再利用二次响应面法,对分析结果和尺寸变量进行二次回归拟合;确定目标函数,约束条件和设计变量,利用MATLAB优化工具箱进行工作台的优化设计,得到最佳尺寸配置,并对其结构进行有限元分析。分析结果表明,工作台质量减少162.4kg,最大变形量减少6.7%,最大应力减少10%,动态特性也有明显提升,为工作台的优化设计提供一种新思路。

高速龙门桥式机床床身有限元分析

机床床身是机床大件之一,工作台来回快速移动,从而带动工件实现快速加工。床身的静态性能直接影响机床的加工精度。以XK24125-250高速龙门桥式镗铣床的床身为例,利用SolidWorks三维软件建立床身模型,同时运用ANSYS Workbench有限元软件进行静态特性分析,为床身优化设计研究工作奠定基础。并在此基础上对床身进行减重和合理控制内部筋板的结构优化研究。

基于拓扑优化的龙门数控机床工作台筋板设计与分析

针对某型号龙门数控机床工作台,利用Pro/E三维建模软件设计出两种工作台筋板的实体模型。以轻量化设计为优化目标,通过拓扑优化分析,合理配置结构,在拓扑优化基础上,提出利用ANSYS/Workbench有限元分析软件对工作台进行静动态特性研究。结果表明,在工作台质量略有降低的情况下,米字型筋板结构比原先的井字型筋板结构最大变形量减少29.7%,一、二阶固有频率分别提高18.5%和9.3%,提高了工作台的刚度,使其运动特性明显提升,为工作台的设计提供了理论依据。

龙门加工中心滑鞍导轨布置形式研究及优化

首先对滑鞍进行受力分析,然后通过有限元分析软件ANSYS Workbench对两种不同形式滑鞍进行静力学分析对比,最后采用拓扑优化和尺寸优化相结合的方法对龙门加工中心滑鞍进行优化设计。结果表明经过优化后的滑鞍质量减轻了227.8 kg,相比原结构质量减轻15.32%,最大变形量减小了0.241 6μm,相比原结构最大变形量减小9.94%,同时动态特性略有提高,为滑鞍的优化设计提供了一种新思路。

基于灵敏度分析的龙门横梁多目标优化研究

为减轻横梁质量并提高其静动态特性,首先对横梁进行受力分析,通过灵敏度分析找出各设计变量对横梁质量和最大变形量的影响程度,然后综合考虑横梁的质量和最大变形量,利用响应面法构造回归方程,并对回归方程进行准确性验证,用优化工具箱对横梁进行多目标优化求解,得到最优的尺寸参数。将优化前后的参数进行对比分析。结果表明,优化后的横梁不但质量减轻,而且静动态特性都有所提高。

龙门加工中心横梁导轨布置形式研究

针对一种拱形与纵横肋条相结合的新型内部筋板结构横梁,对两种横梁导轨布置形式进行讨论。首先对两种横梁进行建模,再通过对横梁进行力学分析,分别确定两种横梁的受力状况,最后通过Workbench有限元分析软件,对两种横梁进行静态分析。分析结果表明,新型的内部筋板结构配合导轨竖直方向平行布置形式具有更加良好的性能。

加工中心上可自动装卸型A轴偏摆头

随着数控机床应用范围的扩大，需要高精度复合化机床的同时，多轴化也是发展趋势之一。本文介绍一种偏置式摆动铣头，应用在国内龙门镗铣床上，提高机床复合加工能力，减少了工件装卸、更换和调整刀具的辅助时间以及中间过程中产生的误差，提高了零件加工精度，缩短了产品制造周期，提高了生产效率和制造商的市场反应能力，相对于传统的工序分散生产方法具有明显的优势。

自动换头头库机构在五面体龙门加工中心的应用

随着制造业发展,风电船舶叶片、大型柴油机体等复杂零件的加工需要用到自动分度附件头,因此对头库的要求也越来越高。龙门五面体加工中心的头库必需具有合理的布局、较高的自动化程度、高精度以及良好地可靠性。该结构的合理与否,直接影响整个机床的加工范围、加工效率和加工精度。

高速龙门机床的部件结构设计与分析

当前数控机床已经取代传统半自动机床,成为主要加工设备之一,而高速小型龙门镗铣床也越来越普及,因此对高速龙门机床进行研究设计有重要的实用价值。本人以公司产品XK24125-250高速龙门桥式镗铣床的床身为例,分析其机械原理和内部结构,剖析了设计过程中的重点和难点。在产品实际投产使用后,既满足客户的要求,又凸显公司产品特色,从而形成性价比优越的产品,为公司创造新的利润增长点。