文章預(yù)覽:
龍門加工中心由工作臺、立柱、橫梁、滑鞍等部件組成。其中工作臺進(jìn)給系統(tǒng)由伺服電動機(jī)、滾珠絲杠、導(dǎo)軌滑塊與工作臺組成,其負(fù)載工件并作進(jìn)給運(yùn)動,因此進(jìn)給系統(tǒng)的動態(tài)性能是影響加工中心加工精度的重要因素。對于進(jìn)給系統(tǒng)動態(tài)特性的分析與關(guān)鍵部位的優(yōu)化一直是相關(guān)領(lǐng)域的熱點(diǎn)問題。
針對進(jìn)給系統(tǒng)動態(tài)特性分析,國內(nèi)外學(xué)者在模態(tài)分析、諧響應(yīng)分析、振動信號分析等方面開展了大量的工作&_3]。目前大致有理論分析(劉立0基于有限元法研究了絲杠支撐方式、螺母位置等因素對進(jìn)給系統(tǒng)動態(tài)特性的影響)、實(shí)驗(yàn)測試、測試與有限元分析相結(jié)合的方法,例如朱堅(jiān)民B]等人利用實(shí)驗(yàn)與仿真相結(jié)合的方法,通過模態(tài)振型和固有頻率的對比驗(yàn)證了有限元模型以及滾動結(jié)合部剛度計(jì)算方法的正確性。
在工作臺結(jié)構(gòu)優(yōu)化方面,田亞峰@設(shè)計(jì)了不同的工作臺筋板形式,然后以輕量化為目標(biāo)拓?fù)鋬?yōu)化其結(jié)構(gòu),并利用ANSYS進(jìn)行靜動態(tài)特性研究,實(shí)現(xiàn)了工作臺質(zhì)量略有下降的情況下提高固有頻率的目標(biāo)。在三維連續(xù)體結(jié)構(gòu)拓?fù)鋬?yōu)化方面,葉紅玲H等人針對頻率約束和結(jié)構(gòu)重量最小的拓?fù)鋬?yōu)化問題建立了頻率約束下的三維連續(xù)體的拓?fù)鋬?yōu)化模型。
借鑒航天領(lǐng)域廣泛應(yīng)用的薄板加筋[8]方法,梁東平@開展了復(fù)合材料格柵加筋板布局優(yōu)化設(shè)計(jì)的工作。其采用一種參數(shù)化的平鋪等效剛度計(jì)算方法,設(shè)計(jì)變量為軸向和橫向的筋條間距、筋條高度和厚度以及筋條的布局。針對板殼結(jié)構(gòu)加強(qiáng)筋的設(shè)計(jì)主要是采用結(jié)構(gòu)拓?fù)鋬?yōu)化的方法,如均勻化的方法M以及變密度法[11]。季金Q2]等人受到自適應(yīng)成長設(shè)計(jì)法的啟發(fā)采用了準(zhǔn)則法結(jié)合數(shù)學(xué)規(guī)劃法求解板殼結(jié)構(gòu)加強(qiáng)筋的分布問題,建立了滿足KKT條件的優(yōu)化準(zhǔn)則,并建立了相應(yīng)的優(yōu)化準(zhǔn)則和尋優(yōu)迭代公式。
以上的研究雖達(dá)到了結(jié)構(gòu)優(yōu)化的目的,然而建立優(yōu)化模型的過程均未從結(jié)構(gòu)振動信號測試與分析的結(jié)果出發(fā)。本文從進(jìn)給系統(tǒng)的動態(tài)特性測試和分析出發(fā),分析了進(jìn)給系統(tǒng)的振動規(guī)律,然后進(jìn)行模態(tài)測試和有限元模型的建立與驗(yàn)證,最終確定優(yōu)化的關(guān)鍵部件。并實(shí)現(xiàn)了在保證質(zhì)量不增加的情況下提高工作臺的整體剛度的目標(biāo)。
1.1研究對象
本研究對象為一臺龍門加工中心的進(jìn)給系統(tǒng),為使測試過程及分析結(jié)果接近于實(shí)際工況,將該加工中心典型工件——某汽車覆蓋件模具安置在工作臺上,進(jìn)給系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)與技術(shù)參數(shù)如圖1與表1所示。
備注:為保證文章的完整度,本文核心內(nèi)容都PDF格式顯示,如未有顯示請刷新或轉(zhuǎn)換瀏覽器嘗試!
結(jié)束語:
本文從對加工中心進(jìn)給系統(tǒng)運(yùn)行時所產(chǎn)生的振動信號的分析入手,通過仿真與實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的方法研究進(jìn)給系統(tǒng)動態(tài)特性,確定了工作臺的優(yōu)化模型并進(jìn)行了尺寸優(yōu)化,最終驗(yàn)證了優(yōu)化后的結(jié)果。工作中共有以下結(jié)論:
(1) 進(jìn)給系統(tǒng)運(yùn)行時工作臺所產(chǎn)生的振動一部分可歸因于進(jìn)給運(yùn)動傳動鏈沖擊所造成的受迫振動,另一部分則是由工作臺自由振動產(chǎn)生,頻率為136 Hz左右,振型表現(xiàn)為工作臺臺面中心起伏振動。
(2) 對進(jìn)給系統(tǒng)進(jìn)行了模態(tài)測試與仿真模態(tài)分析,其結(jié)果表明測試與仿真前四階固有頻率誤差均在10%以內(nèi)。
(3) 利用Ansys Workbench對工作臺的結(jié)構(gòu),以及其筋板進(jìn)行了尺寸優(yōu)化設(shè)計(jì)。實(shí)現(xiàn)了在保證工作臺質(zhì)量不增加的情況下,提升工作臺各階固有頻率的目的,有效地提高了工作臺的剛度與進(jìn)給系統(tǒng)的動態(tài)性能。
2024-11
本文以組合式六角亭模型為實(shí)例,分析工藝難點(diǎn)與加工可行性,指出該模型的加工難點(diǎn)是模型形狀不規(guī)則和整體剛性差,并通過設(shè)計(jì)新的工藝方案解決加工難點(diǎn),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(shù)控加工提供了一個典型案例,對于五軸加工中心數(shù)控加工也具有指導(dǎo)作用和重要… [了解更多]
2024-11
宇匠數(shù)控 備注:為保證文章的完整度,本文核心內(nèi)容由PDF格式顯示,如未有顯示請刷新或轉(zhuǎn)換瀏覽器嘗試,手機(jī)瀏覽可能無法正常使用!本文摘要:通過對混聯(lián)五軸加工中心自適應(yīng)深度學(xué)習(xí)控制方法的 研 究,可 知 此 方 法 的 創(chuàng) 新 之 處 在 于:1)建 立 了 機(jī) 床 的 運(yùn) 動 學(xué) … [了解更多]
2024-11
在機(jī)測量技術(shù)由于其成本低、檢測效率高、無需二次裝夾等優(yōu)勢被廣泛用于零件加工測量當(dāng)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(jī)測量系統(tǒng)的構(gòu)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(jī)床整個本體,軟件部分由機(jī)床控制系統(tǒng)、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(jī)床性能和產(chǎn)品質(zhì)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(jī)床精度進(jìn)行了研究。并且隨著科技的發(fā)展,精密的儀器和零件在生產(chǎn)實(shí)踐中占據(jù)的分量逐漸增加,在數(shù)控機(jī)床這種精密機(jī)器精度不斷提高的同時,必須控制內(nèi)外界環(huán)境的隨機(jī)影響因素在… [了解更多]