基于多目标的机床结构优化设计研究

在考虑地脚支撑对整机性能影响的前提下,提出了一种确定机床整机优化目标、并基于拓扑分析与多目标尺寸分析对机床整机性能进行优化的方法。通过有限元仿真的方法对整机进行动静态特性分析,以识别整机动静态特性中的薄弱环节与易轻量化环节。选取床身结构为优化对象,首先通过仿真分析了地脚数量与结构固有频率的关系,对地脚支撑数量及其布局进行了优化。进而以地脚支撑优化结果作为床身结构优化的边界条件,基于元结构的多目标优化方法,确定了床身的拓扑结构及关键尺寸参数。结果表明,在整机质量减轻174kg的情况下,优化后的砂轮最大响应幅值减少25%以上,最大响应幅值对应的频率提高10%以上,验证了文中提出方法的有效性。

考虑动静态特性的拖板结构优化设计研究

拖板作为轧辊磨床的重要组成部分,其动静态特性对加工精度和加工效率有着重大影响。针对拖板提出了一种以减重、改善动静态特性为目标的结构设计优化方法。通过建立有限元模型,从单元结构的角度对比了各种形状筋板的动静态性能,在选取N形筋板的基础上,综合三种拓扑优化结果对筋板布局和拖板尺寸进行优化。结果表明,优化结构质量减少6.64%,静刚度提高18.64%,一阶固有频率提高9.54%,在实际重力负载和存在磨削力的情况下,优化结构静刚度均有提高。

机床垫铁刚度特性辨识方法研究

机床垫铁的刚度阻尼特性对整机动态性能有着重大影响。在分析机床垫铁结构的基础上,利用基于经验数据的计算方法和基于实验测试的辨识方法,分别得到了垫铁的刚度阻尼特性参数。研究了不考虑垫铁刚度、基于经验数据计算和基于模态测试辨识的垫铁刚度阻尼特性对床身谐响应特性的影响。频响函数仿真与实验对比结果表明,机床在设计及性能仿真时必须考虑垫铁刚度,且基于实验测试辨识方式获得的参数具有更高的精度。

轧辊磨床整机动态性能实验分析与仿真

对高精度轧辊磨床进行了模态测试及动态性能分析,建立了该轧辊磨床的有限元仿真模型。研究了滑动导轨、滚珠丝杠、轴承以及地脚螺栓等磨床结合部的动态特性,通过在ANSYS软件中添加弹簧阻尼单元,简化了结合部的仿真。实验与仿真结果的对比分析表明,磨床头架、砂轮架、支撑架的振动对加工精度影响较大;轧辊磨床在动态分析时必须考虑工件的影响;利用加权分布的弹簧阻尼单元进行结合部建模的方法简单有效;提出的轧辊磨床动态性能分析流程有一定可行性。

SINUMERIK 840Dsl系统龙门铣各铣头的功能检验

本文借助UG软件,对SINUMERIK 840Dsl系统龙门铣各铣头的CYCLE800定位加工功能和TRAORI多轴联动加工功能进行检验,并对相关的精度和极限进行检验,主要包括:UG后置处理准备、重复定位、编程加工、旋转轴限和主要方向精度等。