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隨著制動盤產業的高速發展,現代制動盤專用機床朝著高速、高效、專用、高精度的方向飛速發展,同時機床基礎零部件的結構性能也在向科學性、合理性、輕量化研究領域逐步深入[1-2]。立柱和滑座(下座)作為機床系統中重要基礎部件之一,起著支撐滑板、伺服電機、伺服刀塔以及連接床身的作用。其性能的優劣直接影響機床自身的穩定性、抗振性以及加工的精度和效率[3]。傳統的經驗設計已經滿足不了現代機床的發展要求,為了提高機床的性能要求,需要對立柱滑座結構進行模態分析和靜力分析,以便發現設計的薄弱部分以及進行改進優化。有限元法近年來飛速發展,廣泛應用于各個行業。借助有限元軟件ANSYS和有限元原理,對結構進行動靜態分析,得到相應的應力、應變以及變形狀態。在此基礎上以立柱滑座的輕量化作為研究目標,利用響應面法、靈敏度分析的途徑,對立柱滑座進行多目標優化。實現減輕結構重量的目標,提高結構的第一階頻率和剛度。1立柱和滑座模型的建立機床立柱采用鑄鐵HT300,其泊松比0.27,密度為7350 kg/m3,彈性模量為126 GPa。利用SolidWorks對機床立柱和滑座進行三維參數化建模,建模時忽略小于20mm的圓角、倒角等結構以及其他小的結構和特征[4-5],這些小的結構和特征在計算時占用大量內存和計算時間,從而影響分析精度。將建好的模型通過軟件SolidWorks插件無縫連接到WorkBench中。對立柱滑座進行網格劃分,考慮到計算精度要求和計算方便,采用Tetrahedrons方法,該方法可以利用自身特有的性質自動細化網格,從而提升網格質量,并通過控制網格的尺寸來保證劃分的質量。模型采用30 mm的四面體進行網格劃分,模型共劃分單元120 601個,節點195 928個。劃分后的有限元模型如圖1所示。
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結束語:
應用有限元軟件SolidWorks對立柱滑座進行了參數化建模,并通過Workbench對其進行了模態、靜力學分析,以及對其進行響應面分析和優化,找到了影響整體模型的關鍵設計尺寸,并利用優化后的參數對立柱和滑座重新建模,得到新模型的一階頻率是171.25 Hz,提升了4.0%,質量減少9.8%。最大變形量有所提高,考慮實際工程應用,符合工程要求范圍。結果表明,此次優化分析,提高了一階頻率,減少了立柱和滑座的質量,達到了輕量化的目的,同時新的立柱滑座滿足設計要求。
2024-11
本文以組合式六角亭模型為實例,分析工藝難點與加工可行性,指出該模型的加工難點是模型形狀不規則和整體剛性差,并通過設計新的工藝方案解決加工難點,完成了模型整體的加工。新的加工工藝有助于提高加工效率和精度,為五軸數控加工提供了一個典型案例,對于五軸加工中心數控加工也具有指導作用和重要… [了解更多]
2024-11
宇匠數控 備注:為保證文章的完整度,本文核心內容由PDF格式顯示,如未有顯示請刷新或轉換瀏覽器嘗試,手機瀏覽可能無法正常使用!本文摘要:通過對混聯五軸加工中心自適應深度學習控制方法的 研 究,可 知 此 方 法 的 創 新 之 處 在 于:1)建 立 了 機 床 的 運 動 學 … [了解更多]
2024-11
在機測量技術由于其成本低、檢測效率高、無需二次裝夾等優勢被廣泛用于零件加工測量當中,使得五軸加工中心和五軸鉆攻中心,同時又兼具測量功能。在機測量系統的構成如圖1所示,硬件部分主要是由高精度探頭、信號接收器、機床整個本體,軟件部分由機床控制系統、測量軟件等組成[8]。待零件加工完成… [了解更多]
2024-11
?加工精度是影響機床性能和產品質量的主要難題,也是制約國家精密制造能力的重要因素。本文以五軸加工中心為對象,針對提升機床精度進行了研究。并且隨著科技的發展,精密的儀器和零件在生產實踐中占據的分量逐漸增加,在數控機床這種精密機器精度不斷提高的同時,必須控制內外界環境的隨機影響因素在… [了解更多]