TH6350卧式加工中心主轴系统静、动态特性分析

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THS6350卧式加工中心转台蜗杆的有限元模态分析

Ｉ— Ｉ
位与夹紧装置１一圆光栅装置１一分油轴１一分油套１一连接环２３４５
１一组合支承结构１一修正片侣一蜗轮６７
１２转台功能．
第一，工作台进行圆周进给完成切削工作。第二，使使工作台进行分度工作。它按照控制系统的命令，需要时完成上述任务。在数控回转工作台由伺服电动机驱动，采用无级变速方式工作，所以定位精度主要由控制系统决定。１．圆周进给．１２
ｌ坌ｈｙｅｉ塑ｓｉｘｅｕｎｉＦ
ＴＳ３０卧式加工中心转台蜗杆的有限元模态分析Ｈ６５
刘文亮陈永祥李双跃
（南科技大学制造学院，Ｊ绵阳６１１）西四Ｉｌ２００
摘
要：采用有限元法对一种新型蜗杆进行了自由模态分析和研究，计算出蜗轮蜗杆的固有频率和相应的振型，并用试验模态法对测出的
模态分析。 Leabharlann 。用于数控机床的分度、回转部件中。现以宁江机床厂的ＴＳ３０１．回转分度Ｈ６５．２２刹紧油缸内油压减小到不足以克服蝶形弹簧４的弹力时，由
于回转台３此时作为活塞）固定不动的，以缸体５在蝶形弹（是所
试验结果进行了验证，以保证有限元模型的正确性。所得结论反映了蜗杆的动力学特性，同时也为蜗杆传动系统的动态响应分析及结构设计提

卧式加工中心整机的静动态有限元分析

卧式加工中心整机的静动态有限元分析48 卧式加工中心整机的静动态有限元分析施文军1 张立2仲梁维2 徐增豪 2 陈伟1上海第三机床厂1（200032上海理工大学CAD 中心2（200093）摘要利用有限元分析软件ANSYS 对加工中心整机进行静力学分析和模态分析，得到其各主要部件的刚度和固有频率、固有振型。

在此基础上计算了动静态特性，根据计算结果对其结构进行改进设计和优化。

关键词加工中心静力学分析模态分析动静态特性优化设计由于航空航天、模具制造、医疗器械、汽车制造等行业对零部件制造精度要求的提高，对加工中心的动静态刚度性能提出更高的要求[1-6]。

笔者在研发卧式加工中心的过程中利用有限元分析指导设计，以提高加工中心的动静态性能。

1 卧式加工中心的结构卧式加工中心主要由床身、龙门架、滑鞍、主轴箱、主轴组件、工作台、交换台等部件构成。

为了提高机床的刚性，适应高精度加工的需要，采用了先进的“框中框”结构。

同时采用双丝杆驱动，保证了高速运动的平稳性，如图1所示。

2 卧式加工中心的仿真分析 2.1 静刚度有限元分析1）静态分析的基础理论机床在切削加工的过程中，受到静态力和动态力的同时作用。

使机床产生弹性变形和受迫振动，致使刀具与工件之间产生相对变位，改变了他们之间的正确位置关系，并在加工表面留下振纹，从而降低了零件的加工质量。

静态分析时，变形和受力之间是弹性关系，即满足以下关系。

（1）式中：k ——系统的刚度列阵；p (t )——静态力列阵；x ——系统运动的位移列阵。

由以上可知，对于特定材料其k 为定值，因此有限元分析结果反映了结构受到外载荷p (t )作用后，位移x 的分布情况。

可以准确了解刀具与工件之间相对位置改变的情况[7]。

2）加工中心的静态分析及其结果以加工中心在铣削加工方式下的载荷为分析载荷，承受铣削力（包括主切削力、进给力、径向力）、主轴的重力、工件重力。

加工中心在铣削工况下，不同部位和整机X 、Y 、Z 三个方向的静刚度值如表1～表4所示。

毕业设计_机床主轴的振动的有限元模态分析

毕业设计说明书题目：机床主轴的振动模态分析专业：机械设计制造及其自动化学号：姓名：指导教师：完成日期：目录摘要 (I)Abstract (II)第一章绪论 (1)1.1 课题研究的背景及意义 (1)1.2 数控机床主轴研究现状 (2)1.3 主轴性能研究概况 (3)1.4 本课题的研究内容 (4)第二章理论基础 (6)2.1 模态分析理论 (6)2.2 本章小节 (10)第三章机床主轴的有限元分析 (11)3.1 有限元简介及ANSYS软件应用 (11)3.1.2 ANSYS软件应用 (12)3.1.2.1 ANSYS的线性静力分析 (12)3.1.2.2 分析步骤 (12)3.2 机床主轴有限元分析模型 (12)3.2.1 构建几何模型 (12)3.2.2 有限元模型建立 (13)3.2.3 单元类型选择和网格划分 (14)3.3 机床主轴振动模态分析 (16)3.3.1 ANSYS动力分析 (16)3.3.2 模态分析 (17)3.4 本章小结 (21)结论 (22)参考文献 (23)致谢 (24)附录一英文文献翻译附录二英文文献原件机床主轴振动的有限元模态分析摘要：机床发展日益朝向高速度和高精度的方向发展，这对机床的设计提出了更高的要求，需要采用更加先进和合理的设计方法来完成机床设计。

作为一种先进的设计手段，动态设计方法已经成为企业提高竞争力的重要方面。

要进行动态设计，前提是对机床的动态性能作出正确的分析。

主轴是数控机床的重要组成部分，其动态特性的好坏对机床的性能有着重要的影响。

因此，对主轴部件进行动态特性分析十分必要。

为了提高机床的设计水平，将现代化的设计方法应用于机床的设计，主要是对现有数控机床CKS6125主轴振动进行模态分析，为进一步进行动态设计打基础。

本文态参数,识别原理；(1) 简要论述了有限元方法和动力学分析的基本求解过程，建立机床主轴有限元模型，合理的确定了载荷、轴承支承刚度和约束条件，选定了单元类型。

加工中心主轴箱的静动态特性分析及结构优化

加工中心主轴箱的静动态特性分析及结构优化
何全文;刘刚;邱小华;庄凯;何光春
【期刊名称】《机械研究与应用》
【年(卷),期】2024(37)2
【摘要】为进一步提高数控机床的加工性能,对某企业设计的立式加工中心主轴箱进行静动态特性分析,根据有限元分析结果对主轴箱原有结构进行优化设计,以主轴箱的动态刚度和质量为优化目标,采用响应面法对主轴箱加强筋板的尺寸和位置进行优化,并对优化后的主轴箱结构进行再一次的静动态分析,以检验其机械结构刚度是否得到加强。

分析结果表明,优化后主轴箱的机械结构刚度比优化前有较小改善,说明主轴箱的初始结构设计较为合理,为企业实际生产奠定理论基础。

所研究的分析方法为相关企业同类产品开发提供技术支持。

【总页数】4页(P38-41)
【作者】何全文;刘刚;邱小华;庄凯;何光春
【作者单位】西南交通大学机械工程学院;四川工商职业技术学院智能制造与信息工程学院;株洲欧科亿数控精密刀具股份有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】TH122;TG659
【相关文献】
1.TH6350卧式加工中心主轴箱系统有限元建模及动态特性分析
2.龙门加工中心动态特性的有限元模态分析与结构优化
3.立式加工中心工作台系统的动态特性分析
及结构优化4.基于动态精度的直驱型高速机床主轴箱静动态特性分析5.立式加工中心主轴箱静动态特性分析及拓扑优化
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数控机床主轴静动态特性分析与优化设计

数控机床主轴静动态特性分析与优化设计数控机床主轴的静动态特性分析与优化设计在机床设计中扮演着重要的角色。

主轴的质量、刚度和动力性能直接影响着数控机床的加工精度和生产效率。

因此，针对数控机床主轴的静动态特性进行分析和优化设计是非常必要的。

首先，对数控机床主轴的静态特性进行分析是基础。

静态特性主要包括主轴的刚度、负载能力和转速范围。

刚度是指主轴在受力时的变形能力，直接影响着机床的切削精度。

负载能力指主轴能够承受的最大切削力或轴向力，取决于主轴的结构和材料。

转速范围则指主轴的最大和最小可工作转速，根据机床加工要求和主轴的功率决定。

其次，对数控机床主轴的动态特性进行分析是优化设计的重要环节。

动态特性主要包括主轴的运行平稳性、动态刚度和各模态的特性频率。

运行平稳性是指主轴在工作状态下的振动情况，对加工表面质量和刀具寿命有重要影响。

动态刚度是指主轴在受力时的变形能力在一定频率下的响应能力。

各模态的特性频率则表征着主轴在不同振动模态下的响应频率和振动幅度。

针对数控机床主轴的静动态特性，可以采取以下优化设计措施。

首先是通过优选材料和适当加工工艺来提高主轴的刚度和负载能力。

其次是采用适当的轴承和润滑方式，减小主轴的摩擦和磨损，提高运行平稳性。

此外，还可以通过调整主轴的结构和参数来提高动态刚度和各模态的特性频率。

例如，增加主轴的直径、改变轴承支撑形式等。

在数控机床主轴静动态特性优化设计过程中，还需要考虑与其他系统和结构的配合，如主轴驱动装置、刀具系统等。

同时，结合实际工艺要求和机床制造能力，进行多种参数的优化设计，以实现最佳的综合性能。

总之，数控机床主轴的静动态特性分析与优化设计是非常重要的工作，直接关系到数控机床的加工质量和生产效率。

通过对主轴材料、结构和参数的优化设计，可以提高数控机床主轴的静态刚度、负载能力和动态性能，进而提高数控机床的加工精度和生产效率。

精密卧式加工中心主轴系统热特性分析

，
ａｕｅｏｈｏｌｎｎｔｅｍａｈｒｃｅｉｔｃｆｔｅｓｉｄｅｓｓｅｗａｔｉｄｔｒｆｔｅｃｏａｔｏｈｒ１ｃａａｔｒｓｉｓｏｈｐｎｌｙｔｍｓｓｕｄｅ
．
Ｔｈｅｕｔｓｏｓｔｔｅｒｓｌｈｗｈａ
Ｍ，Ｐｄ＝（）３
式中： —— 与轴承类型和所受载荷相关的系数；Ｐ —— 确定轴承摩擦力矩的计算载荷，，Ｎ；
主轴系统的温升和主轴端面跳动有重要影响，而轴承跨距的改变影响不大。关键词：轴系统；主热特性；限元法；有卧式加工中心
中图分类号：Ｈ１；Ｇ０．５Ｔ６Ｔ５２１文献标识码：Ａ
ＴｈｅｍａｌＣｈｒｃｅｉｔｃｎｌｉｆｔｅＳｎｅＳｙｔｍｆＰｒｃｓｏｏｉｏｔｌＭａｈｉｎｅｅｒａａｔｒｓｉｓＡａｙｓｓｏｈｐｉｄｌｓｅｏｅｉｉｎＨｒｚｎａｃｎｉｇＣｎｔｒ
第９期
２１０１年９月
组合机床与自动化加１＝技术
ＭｏｄａａｈｎｅＴｏｌ＆ＡｕｏａｉａｕｆｃｕｒｎｃｉｅｕｌｒＭｃｉｏｔｍｔｃＭｎａｔｉｇＴｅｈｎｑｕ
ＮＯ．９Ｓｐ．２０１ｅ１
，
ｃｏｒ。ｎ
・
２・
组合机床与自动化加工技术
第９期
主轴系统内部的热源有电机发热、轨摩擦发导热、轮传动发热、承发热等］齿轴。本文中主轴与

数控机床的动态特性概述

数控机床的动态特性概述李凯旋研究机床动态特性的重要性和必要性现代机床正向高速，大功率，高精度的方向发展，除了要求机床重量轻，成本低，使用方便和具有良好的工艺性能外，对机床的加工性能要求也愈来愈高。

机床的加工性能与其动态特性紧密相关。

由于受到理论分析和测试实验手段落后的限制，传统的机床设计的主要依据是静刚度和静强度，对机床的动态特性考虑较少。

结果常常是以较大的安全系数加强机床结构。

导致机床结构尺寸和重量加大。

并不能从根本上改观机床的动态特性。

机床的动态特性的基本概念机床的动态性能是指机床运转之后振动、噪声、热变形与磨损等性能的总称。

但长期以来主要指的是机床的振动性能，即主要指机床抵抗振动的能力。

【1】⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎨⎧===振型）振型（一阶振型，二阶变形大小）动态柔度变形的能力。

动刚度：动载荷下抵抗变形的能力。

静刚度：静载荷下抵抗为临界阻尼系数为阻尼系数，阻尼比）（固有角频率固有频率(/1r r ,r/r 2/f f co co n n n n d k ωξπωω机床结构的动态特性参数主要参数包括固有频率，阻尼比，振型，动刚度等。

机床的动态分析主要是研究抵抗振动的能力，包括抗振性和切削稳定性，【2】⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧⎪⎩⎪⎨⎧切削自激振的能力）切削稳定性（机床抵抗主要零件的固有频率阻尼特性机床的结构刚度振动的能力）抗振性（机床抵抗受迫激振力：由回转的不平衡质量作为振动系统的振动源产生的周期性简谐振动。

【1】诸乃雄，机床动态设计原理与应用[M]上海：同济大学出版社，1987:1-3【2】陈雪瑞，金属切削机床设计[ M ] 太原: 山西科学教育出版社, 1988.147-151主要指标外力的激励频率与物体的固有频率相等时，物体的振动形态成为主振型或一阶振型。

外力的激励频率是物体固有频率二倍时，物体的振动形态为二阶振型，以此类推.......机床的动态特性基本概念抗振性的衡量标准一般用产生单位振动量所需要的激振力表示。

加工中心主轴系统的热变形分析与有限元计算

ｗｅｒｅ啪删ｒｅｄｆｉｅｌｄａｎｄｔｌｌｅ山ｅⅡｎａｌｄｅｆｏ舢ａｔｉ加０ｆＩｈｅｓｐｉｎｄｌｅｓｙｓｔｅｍ
ｂａｓｅｄｏｎｔｈｅ、ｒｉｎｕ８ｌｉｎｓｔｎｌｍｅｎｔ８妣ｈｎｏｌｏｇｙ．ｎｅＦＥＭｍｏｄｅｌｏｆ
ｔｈｅ删ｄｅｆｏｍａｔｉｏｎｔｈｅｔｈｅ彻ａｌｄｅｆｏ册ａｔｉ佣ｏｆｔｈｅｓｐｉｎｄｌｅｓｙｓｔｅｍｗ鼬ｂｕｉｌｔｕｐｂｌＩｓｅｄｏｎＩ．ＤＥＡＳ，ｔｈｅｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ６ｅｌｄ粕ｄｔ｝ｌｅ
隔３０血ｎ左右采集一次数据。
１。２测量结果分析
主轴套筒的温度变化如图４所示。从图可知，机床开始运转时温升较快，且主轴套筒附近温度变化最剧烈，而主轴箱的靠近侧壁部分温度最低，主轴箱的
后部、底部温升为５—８℃。因此主轴箱的温度分布基本以主轴为中心线，温升沿半径方向减小。主轴是机床最大的热源。主轴套筒由于靠近主轴轴承温度变
收稿日期：２００７—０３—３０作者简介：穆塔里夫·阿赫迈德（１９６３一），男，维吾尔族，新疆莎车人，教授，硕士生导师。主要研究方向：机构学、机
械设计及理论、虚拟制造。电话：０９９１—４５５６２４５，１３８９９８５２６２４。Ｅ—ｍａｉｌ：ｍｔｌｐ＠２６３．ｎｅｔ。
万方数据
第２期
穆塔里夫·阿赫迈德等：加工中心主轴系统的热变形分析与有限元计算
ＭｕｔｅｌｌｉｐＡｈｍａｔ。ＣＨＥＮＧＷｅｉ
（ＳｃｈｏｏｌｏｆＭｅｃｈａｎｉｃａｌＥｎ百ｎｅｅｒｉｎｇ，ＸｉｎｊｉａｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，ＵｍｍｑｉＸｉｎｊｉａｎｇ８３０００８，Ｃｈｉｎａ）
Ａ瞰瑚屺ｔ：７ｒｈｅｃｈｉｅｆｈｅａｔｓｏｕｒｃ铭ｏｆｔｌｌｅ叩ｉｎｄｌｅｓｙｓｔｅｍｆｏｒｔｈｅＴＨ６３５０ｍｃｈｉｎｉｎｇｃｅｍｅｒｗｅｒｅａ眦ｌｙｚｅｄ，ａｎｄｔｈｅｔｅ“ｐｅｍｔｕｒｅ

TH6350标准配置

TH6350卧式加工中心（数控系统及部分规格参数可根据客户需要配置）注：此介绍仅供参考，有效期：2011年1月-12月。

四川普什宁江机床有限公司二○一一年TH6350卧式加工中心主要特点、规格及配置一、卧式加工中心主要特点1、主机部分（1）机床床身、立柱、滑座工作台均采用高质量的密烘铸铁，立柱采用整体框式结构具有最佳热对称性和结构稳定性。

（2）床身采用T型结构，立柱为X向横坐标移动，工作台为Z向纵坐标动；此结构设计更符合高精度坐标镗床设计原理；由工作台移向静止的主轴，最大限度地保证主轴的刚性和对准度。

（3）采用全封闭的防护罩，使机床更显美观，使环境更清洁，操作更安全；独特的防护门设计使操作者更容易靠近工作区，更体现了人机的统一。

（4）直线型滚动导轨采用高精度直线滚动导轨安装于X、Y、Z三个坐标上，使机床可以在36米/分条件下实现快速移动和准确定位，并可在Z轴560公斤的推力下进行切削，又可在低速运行下无爬行。

由于采用了直线导轨，因而使导轨的磨损减小至最低，保证了机床精度的稳定和持久。

为保证机床具有较高和稳定持久的几何精度，直线滚动导轨的安装面采用了精密刮研技术。

（5）主轴箱及主轴组主轴组前支承采用ф90直径的二联组合轴承和后支承采用ф80直径的二联组合轴承（德国IBC或FAG），其精度为P2H和P4A级，并采用精密加工和精密装配技术来保证了主轴组的回转精度。

为实现最优润滑及发热减至最小，主轴轴承采用进口长效低温润滑脂；同时设置了主轴轴承防护吹气装置和主轴锥孔清洁吹气装置。

主轴采用美国盖茨公司生产的圆弧同步齿形带传动，并设有主轴皮带卸荷装置来确保主轴组的回转精度。

主轴箱上下运动（Y轴）设有液压平衡系统，减少由于主轴箱上下运动不平衡带来的主轴轴线精度的位移。

（6）机床驱动装置机床进给机构采用FANUC-а12/3000i电机，精密级滚珠丝杠副和直线滚动导轨副，并配有自动润滑系统，以满足高速、高精度的加工要求。

TH6350AX2卧式加工中心简介

TH6350AX2卧式加工中心简介一.概述K TH6350AX2型卧式加工中心是宁夏银川大河数控机床有限公司（原大河机床厂）生产的具有国内领先水平的中型规格的卧式加工中心，该机床性能优越、价格合理,适宜于一般机械、汽车、摩托车、工具、缝纫机、电机、仪器仪表等行业加工阀类、板盘类、凸轮和箱体等零件。

可用于中小批量多品种的生产方式，也可进入自动线进行批量生产。

使用该机床可以节省工艺装备，缩短生产准备周期，保证零件加工质量，提高生产效率。

二.机床主要特点1■高刚性结构所有大件采用封闭箱形结构，厚壁多筋，优质灰铸铁树脂砂型铸造，并经过多道应力消除处理工序。

机床采用整体床身，T型布局，框架立柱结构。

2■优良制造艸企业拥有一大批精良设备，关键零件精度高。

在导轨淬火、主轴锥孔淬火等方面拥有专有技术，有一批成套热处理设备，保证关键件的质量和精度稳定性。

企业配有德国莱司LEITZE三座标测量机检测和控制加工中心关键零件的精度。

加工中心出厂时运动坐标的定位精度和重复定位精度由英国雷尼绍RENISHAW双频激光干涉仪检测，手段科学、数据可靠。

艸X/Y/Z轴采用直线滚动导轨，定位速度高，定位准确。

床鞍在全行程内无悬垂现象。

工作台全行程支称，载荷力强。

3■主轴强劲片主轴箱采用全齿轮传动，主轴最高转速可达4000转/分。

主轴传递动力大，恒功率范围宽，主轴最大功率15KW。

主轴锥孔可选50#。

主轴箱采用恒温控制措施，工作精度稳定。

4■定位精度高峠X/Y/Z座标采用直线滚动导轨，具有耐磨、静磨擦系数低和运行速度高等特点，低速进给平稳，消除爬行现象，企业拥有一大批精良设备，关键零件精度高。

三坐标滚动丝杠用弹性联轴器与交流伺服电机直联并在装配中进行预拉伸，保证进给系统无间隙，刚度大，工作精度稳定。

挣旋转工作台采用蜗轮蜗杆分度，牙盘定位，分度精度高。

三坐标滚珠丝杠用弹性联轴节与交流伺服电机直联，并在出厂前进行预拉伸，保证进给系统无间隙、刚度大、工作精度稳定。

2024年中职学校数控综合加工理论题库

2024年中职学校数控综合加工理论题库一、判断题1.( ) 调质的目的是提高材料的硬度和耐磨性。

2.( ) 正火是将钢件加热到临界温度以上30度~50度，保温一段时间，然后再缓慢地冷却下来。

3.( ) 对中碳钢进行调质处理后，可获得良好的综合力学性能，其中45#钢应用最为广泛。

4.( ) 如果背吃刀量和进给量选得比较大，选择的切削速度要适当地降低些。

5.( ) 高速钢刀具用于承受冲击力较大的场合，常用于高速切削。

6.( ) 硬质合金切断刀切断中碳钢，不许用切削液以免刀片破裂。

7.( ) 高速钢车刀的韧性虽然比硬质合金高，但不能用于高速切削。

8.( ) 硬质合金是一种耐磨性好、耐热性高、抗弯强度和冲击韧性都较高的一种刀具材料。

9.( ) 由于硬质合金的抗弯强度较低，抗冲击韧性差，所以前角应小于高速钢刀具的合理前角。

10.( ) 在切削铸铁等脆性材料时，切削层首先产生塑性变形，然后产生崩裂的不规则粒状切屑，称崩碎切屑。

11.( ) 用游标卡尺可测量毛坯件尺寸。

12.( ) 采用样板检验工件的球面时，要注意使样板测量面通过球心。

13.( ) 加工出的球面呈橄榄形，原因是铣刀轴线和工件轴线不在同一平面内；14.( ) 在一个尺寸链中，必定有一个，也只能有一个自然形成或需要解算的尺寸是随着其它尺寸的变化而变化的。

15.( ) 目测检验球面几何形状时，如切削"纹路"是交叉状的，则表明球面形状是正确的。

16.( ) 铣床工作台纵向和横向移动对工作台面的平行度如果超过允差，将会影响加工工件的平行度、垂直度。

17.( ) 检验铣床工作台中央T形槽棉队工作台纵向移动的平行度时，只需检验T形槽的其中一个侧面即可。

18.( ) 用杠杆卡规可以测量出工件的圆柱度和平行度。

19.( ) 光学分度头是以工件的旋转中心线作为测量基准来测量工件的中心夹角的。

20.( ) 20F7是基轴制间隙配合的孔。

21.( ) 液压传动的速比不如机械传动准确，传动效率低。

卧式加工中心主轴系统设计

6.学位论文姜华高速精密卧式加工中心开发的关键技术研究2007
数控技术是先进制造技术中的一项核心技术,由数控机床组成的柔性化制造系统是改造传统机械加工装备产业、构建数字化企业的重要基础装备
,它的发展一直备受制造业的关注,其设计、制造和应用的水平在某种程度上就代表一个国家的制造业水平和竞争力。高速精密卧式加工中心作为一类重要的数控机床产品,是我国汽车、航空航天、精密模具等行业领域急需的关键设备,但目前国内开发的卧式加工中心产品与国外同类产品比较,在设计技术、制造技术和产品性能方面都还存在较大的差距,在基础理论和关键技术的深入系统地研究方面更显缺乏。本论文在国家重点新产品试产计划项目的支持下,结合成都宁江机床集团公司的企业发展战略规划以及市场的需求,对自主开发的THM6363高速精密卧式加工中心的总体方案设计、结构设计、性能分析、制造工艺、精度检测等技术进行深入的理论分析和应用研究,探讨高速高精卧式数控加工中心开发模式、有关基础理论和一些关键技术问题。本论文的主要研究成果和特色如下: (1)通过分析比较国内外先进高性能加工中心产品的技术特征,确定了本课题研究的高速精密卧式加工中心主要用于航空航天、军工及模具等行业的中小型零件的精密加工,提出高速精密卧式加工中心设计要求和关键技术,制订了自主开发具有宁江特色的高速、高效、高精、高可靠性的高速精密卧式加工中心的开发计划。 (2)在分析国内外卧式加工中心的结构特点和总体布局形式的基础上,提出了一种适用于中小型零件精密加工的高速精密度卧式加工中心的总体布局方案。根据“相同的综合位移和刚度”原理,采用工作台进行轴向进给和工件进给方式可使在不同工件位置时,机床变形和变化最小,具有几乎相同的综合位移和刚度,确保加工精度稳定。 (3)对THM6363高速精密卧式加工中心的主轴系统、进给传动系统和精密回转工作台等功能部件的结构设计方法进行了深入的研究,给出了主轴结构设计方案,设计了高速滚珠丝杠和直线滚柱导轨组合结构的进给驱动系统,提出大惯量电机选择的负载惯量以及扭矩的计算准则,建立了连续回转工作台蜗杆蜗轮副传动结构的传动扭矩和液压油缸紧固螺钉强度的分析和计算模型。 (4)以THM6363高速精密卧式加工中心的立柱和整机为对象,运用计算机辅助设计和分析方法

精密卧式加工中心典型结构的分析

精密卧式加工中心典型结构的分析摘要：随着工业技术的不断发展，以及各行各业对精密卧式加工中心的不断需求，对精密卧式加工中心的结构也提出了更高的要求。

文中总结分析了精密卧式加工中心的结典型构。

关键词：卧式加工中心；典型结构卧式加工中心通常具有X、Y、Z、B四个坐标轴，配有可进行回转运动的方形或圆形工作台，工作台通常设计为双交换形式，在对加工区零件进行加工的同时，还可以对位于前工位的零件进行装卸，具有辅助时间短、加工效率高等特点，适合加工各类箱体类零件。

卧式加工中心的分类方法多种多样，按主轴箱分：主轴箱侧挂，主轴箱正挂；按立柱分：动立柱，固定立柱；按机床床身形状分：正T，倒T；按进给轴分：Z轴工作台进给，Z轴立柱进给，Z轴滑枕进给。

多种卧加结构形式，哪种结构最先进，哪种最有优势，往往众说纷纭。

本文仅从进给轴分类来论述几种典型卧加结构的优缺点。

1.精密卧式加工中心组成部分精密卧式加工中心的组成类似于普通卧式加工中心，其主轴是水平设置的。

一般有3～5个坐标轴，常配有一个回转轴（如回转工作台，即B轴）和一个摆动轴（如摆头，即A轴），广泛应用于汽车发动机缸体、缸盖、变速箱壳体等箱体类零件的加工。

五轴精密卧式加工中心，在回转工作台上装夹一次工件，即可对箱体顶面和四个侧面进行铣、镗、钻等加工，能够保证较高的尺寸和位置精度，也可作联动加工复杂的空间曲面，如机翼副翼等。

精密卧式加工中心的结构主要由以下几个部分组成。

（1）支撑件卧式加工中心的支撑件主要是床身、底座、立柱、横梁、工作台、箱体等尺寸和重量较大的零件，通常也称为机床关键件，是机床的基础件。

其主要功用是支撑和联接其他零部件，承受部件及工件的重量、切削力、摩擦力、夹紧力等静、动载荷，并保持各部件之间具有正确的相互位置和相对运动关系，因此须有足够的刚度，从而保证机床的加工精度和表面质量。

（2）主轴组件主轴组件主要由主轴、主轴支撑及安装在主轴上的传动件组成。

主轴组件应能长期稳定地保持所需要的工作精度，要有足够的刚度、较高的抗震能力、良好的热稳定性，同时主轴组件还要有较强的耐磨性。

机床动静态特性分析和结构优化技术课题硕士论文开题报告.doc

大连理工大学
硕士研究生学位论文选题报告
姓名：
学号：
专业：
论文题目：高档数控机床动静态特性分析及结
构优化技术研究
指导教师：
填表日期：
备注：1、考核成绩在A、B、项上画圈。

2、不合格者必须重做，再次不合格者，取消进入论文的资格。

3、各考核评议小组组长将本小组学生的考核成绩统一汇总到本院系研究生教务员处，教务员
将本院系成绩汇总后交研究生院专业学位办。

4、本考核表由学生本人留存，毕业报退时与学位论文同时交到校档案馆存档。

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高速加工中心电主轴的静动态特性分析

高速加工中心电主轴的静动态特性分析ee（ee）指导老师：ee[摘要]：作为加工中心重要部件之一的电主轴，研究电主轴系统的静动态特性分析为加工中心的发展奠定基础，本文研究主要内容如下；第一;从设计电主轴应考虑的问题出发，确定电主轴的基本参数及其结构，合理选择轴承及确定轴承的支撑形式，主轴的冷却方式，润滑方式等。

第二;应用机械动力学原理，建立符合高速主轴单元的动力学微分方程，通过求解得到固有频率和振型，分析影响电主轴静动态特性的主要原因。

第三;应用 ANSYS 软件对电主轴单元进行了模态分析和谐响应分析。

模态分析得到了电主轴的各阶振型和固有频率，以及临界转速；谐响应分析得到电主轴前端对频率的响应位移曲线，并提出改善电主轴动态特性的措施。

[关键字]：电主轴；静态特性；动态特性；ANSYSAnalysis Of Static And Dynamic Characteristics Of HighSpeed Machining Center Spindleee(ees)Tutor:eeAbstract: As one of the important components of machining center spindle, electro-spindle system of static and dynamic characteristic analysis of the Foundation for development of machining centers, and main contents of the paper are as follows.Firstly spindle from the design issues that should be considered to determine the basic parameters and structure of spindle and bearing selection and determine reasonable bearing form of support, the spindle cooling, lubrication and so on.Secondly mechanical dynamics, high-speed spindle dynamics of differential equations was established, obtained by solving natural frequencies and modes, analyzing the main cause of electric spindle of static and dynamic characteristics.Thirdly application of ANSYS software in electric spindle units the modal analysis and harmonic response analysis. Modal analysis of spindle of the first mode shape and natural frequencies and critical speeds; harmonic response analysis electro-spindle on frequency response curve, and measures was proposed to improve dynamic characteristics of electric spindle.Key words：Electric spindle: Static characteristics:Dynamiccharacteristics:ANSYS.目录1.绪论 (1)1.1 课题研背景及意义 (1)1.2 电主轴技术的研究现状 (1)1.2.1 高速电主轴国内研究现状 (1)1.2.2 高速电主轴国外研究现状 (2)1.2.3 高速加工中心的电主轴的国内外的发展趋势 (2)1.3 本课题研究的目的 (3)1.4 本章小结 (3)2.高速电主轴 (4)2.1 高速电主轴设计中应考虑的问题 (4)2.2 高速电主轴的基本参数与结构 (4)2.2.1 高速电主轴的基本参数 (4)2.2.2 高速电主轴的结构 (5)2.3 高速电主轴的支撑形式与轴承选择 (6)2.4 高速电主轴的润滑 (6)2.5 高速电主轴的冷却 (6)2.6 电主轴的静态特性 (7)2.7 主轴的动态特性 (7)2.7.1 电主轴单元多自由度振动微分方程 (8)2.7.2 子空间迭代法 (11)2.8 本章小结 (12)ee 3.电主轴静动态特性的有限元分析 (13)3.1 电主轴有限元模型的建立 (13)3.2 电主轴静力学分析 (14)3.2.1 典型受力条件下的主轴受力计算 (14)3.2.2 电主轴单元静力分析 (15)3.3 高速电主轴的模态分析 (16)3.4 高速电主轴的谐响应分析 (18)3.5 提高电主轴单元动态性能的措施 (19)3.6 本章小结 (19)4.结论 (20)致谢 (21)参考文献 (22)附录1.绪论1.1 课题研背景及意义以高切削速度,高进给速度,高加工精度为主要特征的高速加工是继数控技术之后,使制造技术生产第二次革命性飞跃的一项高新技术.它不仅具有极高的生产率,可以显著地提高零件的加工精度和表面质量,而且在材料的去除机理上也产生了本质的变化,是实现一些难加工材料,低刚度零件切削加工的高效手段。

中级数控铣工知识考题

中级数控铣工知识考题注意事项1．请首先按要求在试卷的标封处填写您的姓名、考号和所在单位的名称。

2．请仔细阅读各种题目的回答要求，在规定的位置填写您的答案。

，错误的填“×”。

每小题1分，共20分)（）1、铰孔的加工精度很高，能对粗加工后孔的尺寸和位置误差作精确的纠正。

（）2、铣削直齿锥齿轮与铣削直齿圆柱齿轮方法一样，铣刀号数都是按齿轮的实际齿数选择。

（）3、批量加工，加工程序结束时应使刀具返加工起点或参考点。

（）4、麻花钻靠近中心处的前角为负值。

（）5、倾斜法铣凸轮主要是解决导程是大质数或带小数值的圆盘凸轮。

（）6、设计基准就是零件图上用以确定零件上其它要素(点、线、面)位置(方向)所依据的点、线、面。

对圆柱面而言其设计基准是圆柱表面。

（）7、影响开环伺服系统定位精度的主要因素是插补误差。

（）8、数控加工应选用专用夹具。

（）9、组成零件轮廓的各儿何元素间的连接点称为节点。

（）10、切削用量包括进给量、背吃刀量和工件转速。

（）11、数控机床中的NC 限制和机床限制是完全相同的性质。

（）12、铣床工作台纵向和横向移动对工作台面的平行度如果超过公差，将会影响加工工件的平行度、垂直度。

（）13、镗削过程中，刀杆挠度是影响镗孔形位精度的主要因素之一。

（）14、在HCNC(华中数控系统)中,刀具长度补偿可同时施加在多个轴上。

（）15、各种程序的格式和内容不可能完全相同。

但是，一个完整的程序，准备程序段和结束程序段必须相同，只是加工程序段各有不同。

（）16、直线插补指令(G01)，用F 指定的速度是沿着直线移动的刀具速度。

（）17、“M08”指令表示冷却液打开。

（）18、滚珠丝杠副按其使用范围及要求分为六个等级精度，其中C 级精度最高。

（）19、编程时，必须先确定工件的编程零点以及进行工件零点偏置。

当工件编程零点偏置以后，编程方便多了。

（）20、使用G92指令可使偏置尺寸根据需要设置，不受偏置寄存器(PSO)的限制。

动态与静态特性分析：主轴系统说明书

Dynamic and Static Characteristic Analysis of the Main Shaft SystemXinyu Wang 1, a *1 The School of Applied T echnology, University of Science and T echnology Liaoning,Anshan Liaoning 114000, Chinaa ***************Keywords: the dynamic and static characteristic; the main shaft; the spindle offsetAbstract. Main shaft system includes a main shaft, bearings and driving medium. The performance of main shaft system has important influence on the machining quality and the productivity of machine tool. It is the important factors that affect job performance. Main shaft supporting structure, support number and support position all affect main shaft system. The impact of these factors on the main shaft system was reflected in aspect of dynamic and static characteristics.IntroductionThe support distance of the main shaft system is the specific indicators which influence the dynamic and static characteristic of the main shaft system.The dynamic and static characteristics of the main shaft system include natural frequency, amplitude of the front bearing, cutting ultimate length and deformation. The dynamic and static characteristics are affected by many factors. The main shaft supporting distance is one of the important influencing factors. So choosing the best value for a distance is very important.The change of the distance has a great influence on the dynamic characteristics of the main shaft. The change of the distance caused the resonant frequency and amplitude changes. They were shownin Fig. 1.Fig. 1. The change of the distance caused the resonant frequency and amplitude changesWhere: P----- resonant frequency; Z A35---- the deflection amplitude of the main shaft end point; A, B, C------ the simultaneous vibration of main shaft.Machine tool spindle worked mostly under irregular alternating stress. When the offset distance changed, force and torque of main shaft system changed too. So the strength of the main shaft system changed also. The change law presented normal distribution. The main shaft offset of C616 changed three times. The main shaft were aroused resonance three times. The amplitude were A, B and C. The curves showed that the inhibition of the first natural frequency of resonance was important. Too large value was caused by the system damping distribution. And it was relevant with supporting distance. 5th International Conference on Civil Engineering and Transportation (ICCET 2015)© 2015. The authors - Published by Atlantis Press 1808When the offset distance was best value, the deformation was the minimum, and the amplitude was also the minimum.The main shaft characteristics analysis influenced by two support structureThe factors affected the dynamic and static characteristics of the main shaft system had three aspects: the first was the front bearing type, the second was offset, and the third was the load of the bearing.Theoretical analysis and a large number of experiments showed that the main shaft offset distance affected the natural frequency and the amplitude remarkably. When the main shaft offset was not at the same size, the impact characteristics were shown in Table 1.Table 1 Performance comparison when the supporting distance is differentoffset distance （mm ）frequency f （HZ ） amplitude A(µ) grooving L 0(µ) Static deformationδ（µ） B1 6500.93 1.78 1.01 1.23 B2 5350.96 1.57 1.03 1.08 B3 385 1.00 1.00 1.00 1.00Statistics indicated that: The offset distance was the main factor affecting the amplitude.(1) We selected the offset distance in the range of 385mm-650mm. When the offset distance was small the frequency and amplitude were also small, and which could make the main shaft to obtain good static and dynamic characteristics. This value was reasonable. In production, we should choose this best value.(2) When the distance was greater than 520mm, all the characteristics generally trended poor state. When the ratio of the diameter of the support to the front bearing was greater than 5.4, we must increase the offset length. But increasing the length of the distance would be limited by the structure, and increasing the length of the distance should be ensured to improve the rotation accuracy of the spindle system.(3) We could not choose too large distance in production. Priority should been given to the value of the best distance value. The front bearing support could not be ignored. Its effect on performance was very significant. The best distance should been selected. The front bearing type must also be used in big profit. For example, the characteristics comparing of the different types of front bearing could be got from Table 2.Table 2 Characteristics comparing of the different types of front bearingfront bearing type bearing configuration diagram performance characteristic application f A L C δ⑤ C26971201.06 0.83 1.17 1.27 good dynamic; static general; good cutting general accuracy machine tool ④ C2007120 0.04 1.03 1.09 1.71 bad static; cutting general general accuracy machine tool③C3182120 + C2268120 1.00 1.00 1.00 1.00 good static; dynamic general; bad cutting precision machine tool and high speed machine tool1809From Table 2 we could see the following conclusions:If we adopted double row tapered roller bearings (2697120) dynamic characteristics of the spindle system could be significantly improved. Priority should be given to it. The dynamic characteristics were the same when the bearings were the thrust ball bearings for a machine tool spindle.If we adopted double row short cylindrical roller bearing (3182120) the static characteristics of the main shaft system had been greatly improved. If we used double row radial thrust ball bearings the static characteristics of the main shaft system had also been greatly improved. Y ou could use these two types of bearings.Of course if the bearing load was very appropriate the spindle system characteristics were more obvious. Empirical evidenced: if the load was 400kg we could get a good natural frequency, the amplitude was also obtained with a better numerical value.Main shaft characteristics analysis influenced by three support structureThree supporting structure is more a support than two support structure. The support structure is auxiliary support. In the three supports there are several different situations, the front and rear support is given priority to, the front and center support is given priority to. Auxiliary support can be the middle support. It can also be a support behind. The different positions have different influence on the characteristics of the spindle system. For example: the three support position of a main shaft was got from Table 3.Using range analysis and experience we could get that A was the major impact. It also had a greater impact on the cutting groove. The performance comparison of auxiliary support at different positions was shown as the Table 4.Table 4 Performance comparison of auxiliary support at different positionsauxiliary support f A L CδA1 middle support 1.00 1.00 1.00 1.00A2 rear support 1.03 0.78 1.04 0.92Parameter displayed that A2 was the best value. The main shaft system had good dynamic and static characteristics if the behind support was used as an auxiliary support. This could improve working performance.(2) The front and rear support BThe action of the front and rear supports was relatively minor. The performance comparison was shown in Table 5 when the front and rear support were different.Table 5 Performance comparison when the front and rear support were differentfront and rear support distancef A L Cδ(mm)B1 535 1.00 1.00 1.00 1.00B2 650 1.01 1.11 1.04 0.981810We could obtain that from table 5 the frequency and the groove were the best when the front and rear support was 650mm. But the amplitude index was poor. The amplitude index were the best when the front and rear support was 535mm. But the frequency and the groove were poor.(3) The front and middle support distance CThe front and middle support distance had a great influence on the dynamic characteristics. It especially played a leading role for cutting groove. The performance comparison was shown in Table 6 when the front and middle support distance were different.Table 6 Performance comparison when the front and middle support distance were different front and middle support distancef A L Cδ（mm）C1 260 1.02 0.91 1.07 0.95C2 385 1.00 1.00 1.00 1.00We could obtain that from Table 6 when the front and middle support was 260mm the dynamic characteristics of the spindle system were the best values. If a small value was selected in the range (260mm-385mm) of the front and middle support distance, the better dynamic and static characteristics could been obtained.Summary(1) The support distance of the two support structure was an important factor affecting the amplitude and natural frequency. It had certain effect on other indexes. If the support distance was within the range of 385mm-650mm a smaller value was the best value. At this time the spindle system could have good dynamic and static characteristics, see Table 1. Front bearing was double row roller cone bearing, the model was 2697120. Rear bearing was single row radial roller cone bearing. Load was 400kg and which were controlled with spring. Which before and after bearing spacing were not greater than 20mm was a better solution.(2) Auxiliary support position was one of the important factors which affect the spindle system dynamic and static characteristics. When the auxiliary support was the support behind the main shaft system had good characteristics. At this point, the former and middle support was the main support. And in this scheme, we should pay attention to the influence of the size of the distance to the dynamic characteristics. Therefore, if the selection was within the range of 260mm-385mm, the smaller front and middle distance should been selected. Like this, we could get better dynamic and static characteristics.(3) When we designed the main shaft support type, we should give priority to the use of the two supporting structure scheme. When the structural arrangement was difficult, we used the three support type. When using the three support scheme we'd better choose the way of support that the former and middle was tight and the behind was loose.References[1] Chuanjun Li, NC machine tools and programming teaching material, Peking University press,2009.10[2] Editorial Committee of Mechanical Engineering Handbook, Mechanical Engineering Manual,1989.3[3] Dai Shu, Metal cutting machine tool, Machinery Industry Press, 2004.11811。