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基于机床整机动态性能的立柱结构优化设计 被引量：1
1
作者 李有堂 王振宇 《现代制造工程》 北大核心 2025年第3期150-157,共8页
基于机床整机动态性能分析,对薄弱结构件立柱的外形结构与内部筋板进行优化设计。利用有限元方法对立柱单件进行动态性能分析,结果得出立柱原有内部筋板样式与分布的设计结构不合理,对立柱进行拓扑优化。根据立柱动态性能分析得到的数... 基于机床整机动态性能分析,对薄弱结构件立柱的外形结构与内部筋板进行优化设计。利用有限元方法对立柱单件进行动态性能分析,结果得出立柱原有内部筋板样式与分布的设计结构不合理,对立柱进行拓扑优化。根据立柱动态性能分析得到的数据与拓扑优化后的内部筋板分布情况重新设计了立柱的外形结构以及内部筋板样式和分布,并对立柱的内部筋板样式与尺寸进行参数相关性分析,建立响应面优化模型,使用多目标遗传算法(Multi-Objective Genetic Algorithm,MOGA)(基于NSGA-Ⅱ的变体)对其关键尺寸进行多目标参数优化,并对比优化后整机与原型机。结果表明,优化后的立柱一阶固有频率提高了10.2%;整机在X方向的最大共振峰值下降了15%,Y方向下降了25%,Z方向下降了54%,并且X、Y这2个方向的共振波峰均有不同程度的后移,故优化后的整机在静、动态性能上均得到了提高。 展开更多
关键词 立柱 筋板样式 有限元法 拓扑优化 多目标参数优化
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龙门铣床数学模型建立与仿真的研究
2
作者 杨羚 郭禧龙 +2 位作者 李东来 沈新意 魏瑶 《齐齐哈尔大学学报(自然科学版)》 2025年第1期6-11,共6页
为解决龙门铣床在传统加工过程中难以满足高精度要求和调试成本高等问题,提出一种基于SolidWorks与MATLAB联合对龙门铣床模型的建立与仿真的方法。根据龙门铣床的配合定义和运动算例,通过SolidWorks建立龙门铣床三维实体模型,并与MATLA... 为解决龙门铣床在传统加工过程中难以满足高精度要求和调试成本高等问题,提出一种基于SolidWorks与MATLAB联合对龙门铣床模型的建立与仿真的方法。根据龙门铣床的配合定义和运动算例,通过SolidWorks建立龙门铣床三维实体模型,并与MATLAB共同生成铣床Simscape模型。在此基础上添加电机驱动、传感器与控制模块,对联合生成的Simscape模型添加PID算法模块,通过调整数控铣床x、y、z轴的PID算法参数,对比PID算法不同参数对铣床系统的输出响应曲线,进一步实现铣床系统的控制仿真与优化。仿真表明,该方法能够更直观模拟铣床的三维运动过程实现对铣床的控制,并对算法进行验证,实现铣床系统的控制与调试。 展开更多
关键词 龙门铣床 SOLIDWORKS PID算法 MATLAB
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如何掌握大型数控龙门调节及加工
3
作者 石海林 辛金栋 +1 位作者 冯小钦 曾萍 《内燃机与配件》 2025年第3期71-73,共3页
在现代制造业快速进步中,加工能力不断壮大。以GLU16*20数控龙门为例,这一先进设备的加入显著提升了工厂的生产活力。设备需定期进行精准校准,包括机床水平微调、丝杠螺距误差补偿以及工作室内温度控制等,确保机床几何精度不受影响。同... 在现代制造业快速进步中,加工能力不断壮大。以GLU16*20数控龙门为例,这一先进设备的加入显著提升了工厂的生产活力。设备需定期进行精准校准,包括机床水平微调、丝杠螺距误差补偿以及工作室内温度控制等,确保机床几何精度不受影响。同时,在操作过程中,设备的误差精度和温度变化对加工精度的影响也不容忽视,因此必须严格控制机床负载,避免超负荷切削,确保机床在加工过程中既能保持高精度,又能维持稳定性。 展开更多
关键词 大型 数控龙门 加工 精度
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数控龙门铣进给系统间隙优化研究
4
作者 王文敏 林梦园 刘明航 《大型铸锻件》 2025年第3期53-57,共5页
针对XK2125A数控龙门铣进给轴因传动机构间隙过大导致的定位精度下降问题展开深入研究。通过理论分析阐述间隙产生原因及其对加工精度的影响机制,运用数学公式量化间隙与精度损失关系,提出切实可行的改进方案,将传统单键连接机构,改造... 针对XK2125A数控龙门铣进给轴因传动机构间隙过大导致的定位精度下降问题展开深入研究。通过理论分析阐述间隙产生原因及其对加工精度的影响机制,运用数学公式量化间隙与精度损失关系,提出切实可行的改进方案,将传统单键连接机构,改造升级为斜齿行星减速器与双膜片联轴器的新型传动组合,结合激光螺距误差补偿措施,有效降低进给轴的传动链间隙。研究结果表明,该机电协同改进优化的方案,显著提升了高精度加工场景下的运动控制性能,为重型数控机床精度保持提供了有效的技术方案。 展开更多
关键词 斜齿行星减速器 双膜片联轴器 激光螺距误差补偿
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立式加工中心龙门架的多步复合优化设计 被引量：2
5
作者 李有堂 候宗仁 《现代制造工程》 CSCD 北大核心 2024年第11期108-114,123,共8页
为了提高立式加工中心的静动态特性,通过模态分析与谐响应分析对机床整机进行薄弱环节的识别,发现龙门架结构设计不合理,导致机床在竖直方向存在较大变形。针对龙门架的不合理设计,对其采用拓扑优化与二维截面优化相结合的方法确定材料... 为了提高立式加工中心的静动态特性,通过模态分析与谐响应分析对机床整机进行薄弱环节的识别,发现龙门架结构设计不合理,导致机床在竖直方向存在较大变形。针对龙门架的不合理设计,对其采用拓扑优化与二维截面优化相结合的方法确定材料分布情况;并基于MOGA遗传算法,以龙门架质量、最大静变形量与第1阶固有频率为优化目标,对其关键尺寸进行多目标参数优化;再将优化结果与原型进行对比验证。结果表明,龙门架的最大静变形量减小了34.61%,质量减小了7.64%,第1阶固有频率提高了6.54%;整机在X、Y和Z这3个方向的最大振幅均有所降低,各波峰的位置均有不同程度的后移,提高了加工中心整机的静动态综合性能;验证了龙门架的优化效果。 展开更多
关键词 龙门架 静动态分析 多步优化 多目标遗传算法 多目标参数优化
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龙门铣床横梁的工艺补偿研究
6
作者 罗进生 夏烈 《现代制造技术与装备》 2024年第8期168-171,共4页
龙门铣床的横梁由于承载自身和主轴等关键零部件的质量,会产生严重变形,影响其几何精度,进而影响工件加工精度。因此,文章通过对横梁进行加工工艺补偿,来提高横梁的直线度。利用ANSYS Workbench对龙门铣床横梁进行静态特性研究,分析主... 龙门铣床的横梁由于承载自身和主轴等关键零部件的质量,会产生严重变形,影响其几何精度,进而影响工件加工精度。因此,文章通过对横梁进行加工工艺补偿,来提高横梁的直线度。利用ANSYS Workbench对龙门铣床横梁进行静态特性研究,分析主轴在不同位置时横梁的最大变形区域和最大变形量,并以此为基础进行工艺补偿。借助激光干涉仪测量工艺补偿前后横梁的直线度,测量结果显示工艺补偿后横梁的直线度误差降低了90%,证实了工艺补偿对提高横梁几何精度的有效性与可行性。 展开更多
关键词 龙门铣床 横梁 工艺补偿 变形量 直线度
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基于功能截面分解的大型横梁拓扑优化 被引量：6
7
作者 吴凤和 史红亮 +1 位作者 许晓鹏 范俊伟 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第10期1344-1352,共9页
针对复杂载荷工况下横梁等大型三维结构件拓扑优化结果可读性差、无法对结构优化提供有效指导的问题,提出基于功能截面分解的拓扑优化方法。基于力的分解与等效原理,将三维实体分解为三个平面内的二维功能截面,根据各功能截面的受力方... 针对复杂载荷工况下横梁等大型三维结构件拓扑优化结果可读性差、无法对结构优化提供有效指导的问题,提出基于功能截面分解的拓扑优化方法。基于力的分解与等效原理,将三维实体分解为三个平面内的二维功能截面,根据各功能截面的受力方式确定其抗弯或抗扭属性;在此基础上,分别对两个主要承载的功能截面进行二维拓扑优化分析,并综合二维功能截面分析结果完成三维实体的整体拓扑优化,实现了将三维实体拓扑优化问题转化为二维功能截面的拓扑优化问题。以CXK5463车铣加工中心横梁为例,对结构拓扑优化效果进行了验证,仿真实验结果表明,功能截面分解方法可以得到清晰的应力传递路径,在保证横梁静动态特性基本稳定的基础上,横梁减重12.67%,优化效果较为明显。提出的方法可为大型、重型复杂结构件的拓扑优化研究提供借鉴与参考。 展开更多
关键词 拓扑优化 横梁 功能截面 有限元分析
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大型龙门铣床主轴滑枕结构有限元分析 被引量：15
8
作者 向家伟 王荣 +1 位作者 徐晋勇 冯建国 《制造技术与机床》 CSCD 北大核心 2009年第9期47-50,共4页
主轴滑枕是机床中一种必不可少的通用零部件,亦是影响机床工作性能的薄弱环节。运用有限元分析方法进行工作状态下滑枕静变形分析和热-结构耦合变形分析,研究大型龙门铣床主轴滑枕结构变形规律,给出了定性和定量的分析结论,为滑枕结构... 主轴滑枕是机床中一种必不可少的通用零部件,亦是影响机床工作性能的薄弱环节。运用有限元分析方法进行工作状态下滑枕静变形分析和热-结构耦合变形分析,研究大型龙门铣床主轴滑枕结构变形规律,给出了定性和定量的分析结论,为滑枕结构优化设计提供理论依据和指导。 展开更多
关键词 主轴滑枕 有限元分析 变形分析 改进措施
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高速数控龙门铣床有限元分析 被引量：10
9
作者 李初晔 王海涛 +1 位作者 冯长征 马岩 《制造技术与机床》 北大核心 2013年第2期75-79,共5页
采用有限元分析工具论述了大型复杂工程结构有限元参数化建模和不同零件之间边界问题处理方法,分析了高速数控龙门铣床静、动力条件下的结构性能与力学行为,研究了激振力频率对加工精度的影响,以及切削力、启动及停止短时间内的惯性冲... 采用有限元分析工具论述了大型复杂工程结构有限元参数化建模和不同零件之间边界问题处理方法,分析了高速数控龙门铣床静、动力条件下的结构性能与力学行为,研究了激振力频率对加工精度的影响,以及切削力、启动及停止短时间内的惯性冲击力引起的机床瞬态振动。 展开更多
关键词 动力特性方程 频率 瞬态振动 临界转速
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高速直线电动机驱动进给轴热行为测试研究 被引量：4
10
作者 林献坤 李燕军 吴倩倩 《制造技术与机床》 CSCD 北大核心 2012年第11期25-29,共5页
以自构建的直线电动机驱动高速进给轴为研究对象,对全闭环位置反馈进给轴的温度场分布和热变形特性进行了定性分析,指出直线进给轴的几何热变形可以分为光栅尺线性变形、导轨的轴向俯仰角度误差变形和滑台变形3个部分组成,探讨给出进给... 以自构建的直线电动机驱动高速进给轴为研究对象,对全闭环位置反馈进给轴的温度场分布和热变形特性进行了定性分析,指出直线进给轴的几何热变形可以分为光栅尺线性变形、导轨的轴向俯仰角度误差变形和滑台变形3个部分组成,探讨给出进给轴温度测量以及基于激光干涉仪、电容测微仪的变形测量原理及方案,在自构建的直线进给轴试验台上,对该热变形过程进行了综合测试研究,测试结果客观反映了导致直线进给轴热变形误差的组合要素及其所占比例。 展开更多
关键词 高速进给轴 热误差 温度场分布 直线电动机
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基于H^∞鲁棒控制器的高精度快速同步进给技术的应用研究 被引量：2
11
作者 唐光谱 郭庆鼎 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2001年第3期175-177,207,共4页
针对高速龙门移动式镗铣加工中心同步传动的不一致性进行了研究，提出Ｈ∞状态反馈控制器构成交叉耦合控制器，对速度环进行补偿控制，使其在不平衡负载或不同扰动下能快速恢复到同步状态。驱动元件采用直线永磁同步电动机，以发挥其高... 针对高速龙门移动式镗铣加工中心同步传动的不一致性进行了研究，提出Ｈ∞状态反馈控制器构成交叉耦合控制器，对速度环进行补偿控制，使其在不平衡负载或不同扰动下能快速恢复到同步状态。驱动元件采用直线永磁同步电动机，以发挥其高速动态响应能力，进一步实现快速同步。仿真结果表明，此种控制方案有较强的鲁棒性，动态过程同步误差小。 展开更多
关键词 龙门移动式镗铣加工中心 龙门铣床 同步进给 H^∞鲁棒控制器 直线电机
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龙门移动式镗铣床的同步进给控制 被引量：1
12
作者 任敏 郭庆鼎 金巍 《控制工程》 CSCD 2002年第4期84-86,共3页
针对龙门移动式高速镗铣床中两个龙门柱的同步进给问题 ,提出一种自适应控制方案。通过自适应律的设计来实现同步进给。仿真结果表明 ,该控制方案具有鲁棒性强。
关键词 龙门移动式镗铣床 同步进给控制 自适应控制 加工精度
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机床封闭空间内切削声场分布有限元分析
13
作者 薛逸然 杨磊 +2 位作者 曹利平 李国超 孙丽 《制造技术与机床》 北大核心 2024年第11期122-128,共7页
声音传感器具有易安装、无需粘附传感器和不干扰加工过程等特点,在加工过程刀具磨损在线监测中具有广泛的应用前景。但是,在机床封闭空间内声音传播过程受机床内壁、主轴和工作台等结构影响,将产生反射、衍射等现象,导致声场分布具有较... 声音传感器具有易安装、无需粘附传感器和不干扰加工过程等特点,在加工过程刀具磨损在线监测中具有广泛的应用前景。但是,在机床封闭空间内声音传播过程受机床内壁、主轴和工作台等结构影响,将产生反射、衍射等现象,导致声场分布具有较大差异性,为声音传感器的合理布置带来困扰。为此,以数控铣床为研究对象,基于声学有限元理论建立铣削加工声场仿真模型,采用压力声学瞬态分析方法,建立正弦加速度声源信号在机床内的传播模型,采用傅里叶变换对机床内声场进行频谱分析。结果表明,在距声源0.4 m和壁面的位置,声压较大,在机床中部,声压随声源距离的增大而减小。本模型为基于声信号的刀具磨损监测奠定了基础。 展开更多
关键词 声学有限元法 COMSOL 刀具磨损监测 声场 切削加工
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双摆头自动交换技术研究 被引量：1
14
作者 刘春时 张磊 +1 位作者 林剑锋 李焱 《机械设计与制造》 北大核心 2012年第1期118-120,共3页
具有自动换头功能的五轴联动加工中心为近年来重要的发展趋势,其应用可满足复杂曲面、复杂型腔及特殊工序的加工,使工件在一次装卡后,可完成全部工序或大部分工序从粗到精加工,提高了加工效率和精度。本文针对双摆头自动交换中的机电液... 具有自动换头功能的五轴联动加工中心为近年来重要的发展趋势,其应用可满足复杂曲面、复杂型腔及特殊工序的加工,使工件在一次装卡后,可完成全部工序或大部分工序从粗到精加工,提高了加工效率和精度。本文针对双摆头自动交换中的机电液耦合、铣头夹紧自锁保护及交换状态监测等关键技术提出了采用电气液快插快换结构、液压夹紧自锁机构、液压流量监测等解决方案,实现铣头自动交换安全可靠,并在实际应用中获得了良好的效果。 展开更多
关键词 双摆头 耦合 自动交换
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基于直接驱动的高速高架桥龙门加工中心研制 被引量：3
15
作者 石彦华 周华 《机床与液压》 北大核心 2009年第3期21-23,80,共4页
介绍了一种采用直线电机直接驱动的高架桥式数控龙门加工中心的机械结构、特点及其关键技术,所研制的机床已成功用于生产。
关键词 直线电机 龙门加工中心 高速加工
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基于有限元法的龙门式机床横梁静态特性分析 被引量：6
16
作者 何宁 张东生 +2 位作者 童国荣 宁玮 宋春明 《陕西理工学院学报（自然科学版）》 2014年第3期1-4,共4页
针对龙门式机床横梁结构的静刚度问题,通过建立龙门式机床横梁的三维实体模型和有限元模型,利用ANSYS软件对横梁进行了有限元分析,得出了横梁在最不利工况下的应力和变形分布情况。通过将横梁上移动部件进行拟静态化处理和载荷等效,获... 针对龙门式机床横梁结构的静刚度问题,通过建立龙门式机床横梁的三维实体模型和有限元模型,利用ANSYS软件对横梁进行了有限元分析,得出了横梁在最不利工况下的应力和变形分布情况。通过将横梁上移动部件进行拟静态化处理和载荷等效,获得了横梁上移动部件不同位置对横梁受力和变形的影响。 展开更多
关键词 龙门式机床 横梁 有限元 静态特性分析
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国产直流驱动器在X2010龙门铣床改造中的应用 被引量：1
17
作者 孙红 孙继云 《制造技术与机床》 CSCD 北大核心 2008年第10期152-154,共3页
针对原龙门铣床拖动系统中电路老化、运行不稳、启动困难等故障,提出并设计一种用国产直流调速驱动器替代原可控硅—电动机调速拖动的工作原理和改造方案。改造后的系统在实际运行中状态良好,完全满足龙门铣床使用要求。
关键词 龙门铣床 改造 直流驱动器
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龙门铣床横梁结构方案设计分析 被引量：4
18
作者 赵知辛 牛建华 +1 位作者 王方成 黄兰 《陕西理工学院学报（自然科学版）》 2015年第6期7-13,共7页
为了研究龙门铣床横梁结构的静动态性能,根据龙门铣床横梁属于薄壁结构这一特点,基于板壳理论采用板壳单元对横梁结构进行了建模,在方案设计时建立了3种结构形式的横梁。在方案比较中,应用有限元方法对3种横梁结构的静动态性能进行了仿... 为了研究龙门铣床横梁结构的静动态性能,根据龙门铣床横梁属于薄壁结构这一特点,基于板壳理论采用板壳单元对横梁结构进行了建模,在方案设计时建立了3种结构形式的横梁。在方案比较中,应用有限元方法对3种横梁结构的静动态性能进行了仿真,得到了静载荷作用下3种横梁的变形、应力分布和固有频率以及加工时的谐响应。通过对3种横梁静动态性能的比较,证实O型梁的静动态特性优于其它两种结构形式。 展开更多
关键词 龙门铣床 横梁 板壳理论 结构设计
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数控龙门铣床改造 被引量：3
19
作者 杜绶 贾丽媛 《机械工程师》 2007年第7期147-147,共1页
对进口数控龙门铣设备进行了改造。文中重点介绍了改造方案及各主要部分的选择,包括数控系统、驱动电机伺服电机等。改造后的机床故障率及维护费用大大减少,操作也更加便捷。
关键词 数控 龙门铣床 数控系统 驱动电机 伺服电机
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高速数控切削技术的分析与研究 被引量：1
20
作者 钟启茂 魏莎莎 +1 位作者 陈养元 荣星 《现代机械》 2006年第2期36-38,共3页
本文介绍高速数控切削加工技术,分析了提高进给速度与加速度的方法以及高速数控切削加工对数控系统与机床的要求。应用高速数控切削加工实例,论述了模具高速数控加工中的问题与基本策略。
关键词 高速 数控切削 分析 模具制造
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