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基于灵敏度分析与响应面模型的机床主轴箱优化设计
1
作者 乔雪涛 周世涛 +3 位作者 闫存富 曹康 盛坤 张洪伟 《机床与液压》 北大核心 2024年第2期107-113,共7页
针对机床主轴箱结构优化设计中模型复杂及计算量大的问题,提出一种将灵敏度分析与响应面模型相结合的优化办法。以箱体壁厚和筋板尺寸为输入参数,主轴箱质量、最大变形、最大应力、1阶固有频率作为目标参数进行灵敏度分析,筛选出6个关... 针对机床主轴箱结构优化设计中模型复杂及计算量大的问题,提出一种将灵敏度分析与响应面模型相结合的优化办法。以箱体壁厚和筋板尺寸为输入参数,主轴箱质量、最大变形、最大应力、1阶固有频率作为目标参数进行灵敏度分析,筛选出6个关键尺寸作为优化参数;采用最佳填充空间设计法和Kriging函数法构建主轴箱响应面模型,通过多目标遗传算法对响应面模型进行求解计算。最后对优化后的主轴箱进行有限元分析来验证求解的准确性,优化后的主轴箱质量减轻了13.58%。 展开更多
关键词 主轴箱 优化设计 灵敏度分析 响应面模型
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加工中心主轴箱的静动态特性分析及结构优化
2
作者 何全文 刘刚 +2 位作者 邱小华 庄凯 何光春 《机械研究与应用》 2024年第2期38-41,共4页
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... 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。 展开更多
关键词 加工中心 主轴箱 静动态分析 结构优化
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主轴箱铸件的消失模铸造工艺优化
3
作者 王爱铭 杨争光 龚楠 《现代铸铁》 CAS 2024年第1期35-37,41,共4页
介绍了主轴箱铸件的结构及技术要求,针对主轴箱铸件的碳缺陷问题,从浇注系统设计、冒口、集渣条设计和埋箱造型方式等3个方面入手,对主轴箱铸件的消失模铸造工艺进行优化设计。经实际生产验证,通过优化浇注系统机构,更改造型方式,增加... 介绍了主轴箱铸件的结构及技术要求,针对主轴箱铸件的碳缺陷问题,从浇注系统设计、冒口、集渣条设计和埋箱造型方式等3个方面入手,对主轴箱铸件的消失模铸造工艺进行优化设计。经实际生产验证,通过优化浇注系统机构,更改造型方式,增加出气系统,可以有效消除铸件的碳缺陷问题,铸件无夹砂、夹渣等铸造缺陷,铸件尺寸精度高,质量稳定,满足技术要求,铸件的合格率达到95%以上。 展开更多
关键词 灰铸铁 主轴箱 消失模工艺
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铣镗床主轴箱平衡补偿系统故障诊断与维修方法
4
作者 王欢 吴达晟 洪焕 《设备管理与维修》 2024年第6期110-113,共4页
为进一步探究落地铣镗床主轴箱平衡补偿系统的故障解决策略,以MCMG 180 LG型落地铣镗床设备的钢丝绳断裂故障为例,通过力学分析方法对故障进行诊断,明确引发故障的主要原因。基于该设备主轴箱平衡补偿系统的液压控制原理,对其PLC控制程... 为进一步探究落地铣镗床主轴箱平衡补偿系统的故障解决策略,以MCMG 180 LG型落地铣镗床设备的钢丝绳断裂故障为例,通过力学分析方法对故障进行诊断,明确引发故障的主要原因。基于该设备主轴箱平衡补偿系统的液压控制原理,对其PLC控制程序和控制逻辑进行优化,有效解决故障。 展开更多
关键词 落地铣镗床 主轴箱 平衡补偿系统 故障诊断 维修方法
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基于ProCAST的机床主轴箱铸造工艺研究
5
作者 田小东 陈华 +1 位作者 韦运玲 唐小玲 《通信与信息技术》 2024年第1期45-48,共4页
机床主轴箱结构复杂、壁厚差异大,质量要求高。研究从平稳充型和顺序凝固的角度出发,对主轴箱的工艺进行分析,设计了半封闭的底注式浇注系统,利用ProCAST软件对比分析了侧内浇道和底内浇道的流动场,通过增设缓冲横浇道来消除底内浇道的... 机床主轴箱结构复杂、壁厚差异大,质量要求高。研究从平稳充型和顺序凝固的角度出发,对主轴箱的工艺进行分析,设计了半封闭的底注式浇注系统,利用ProCAST软件对比分析了侧内浇道和底内浇道的流动场,通过增设缓冲横浇道来消除底内浇道的流动缺陷,并设计了冒口和冷铁方案,实现了顺序凝固的温度场,避免了缩孔缩松的产生。 展开更多
关键词 主轴箱 数值模拟 流动场 缓冲横浇道
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基于RBF神经网络模型的数控车床主轴箱优化设计 被引量:1
6
作者 乔雪涛 周世涛 +3 位作者 李优华 曹康 盛坤 张洪伟 《制造技术与机床》 北大核心 2023年第5期98-104,共7页
针对复杂机床结构优化中,通常难以获得设计变量与性能目标之间显式函数关系式的问题,提出了一种基于RBF神经网络模型和组合优化策略的结构优化设计方法。以某型精密数控车床主轴箱为研究对象,通过有限元软件ANSYS Workbench和多学科优... 针对复杂机床结构优化中,通常难以获得设计变量与性能目标之间显式函数关系式的问题,提出了一种基于RBF神经网络模型和组合优化策略的结构优化设计方法。以某型精密数控车床主轴箱为研究对象,通过有限元软件ANSYS Workbench和多学科优化软件Isight联合仿真技术对主轴箱设计尺寸进行最优拉丁超立方实验设计和灵敏度分析,根据实验样本点构建RBF神经网络模型代替主轴箱有限元模型。采用多岛遗传算法(MIGA)和序列二次规划法(NLPQL)相结合的组合优化策略,对RBF神经网络模型进行优化设计。优化结果表明,在保证主轴箱静动态性能的前提下,质量减轻12.89%,达到了预期的效果。 展开更多
关键词 主轴箱 RBF神经网络模型 组合优化策略 最优拉丁超立方实验设计
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主轴箱自动化设计系统的算法设计
7
作者 巢淑娟 张亮亮 《自动化应用》 2023年第14期17-19,共3页
主轴箱大多依靠人工进行设计,具有多轴数、多参数、多排次等特点,整个传动方案的设计过程极为繁琐,严重增加了主轴箱传动方案的设计工作量。在主轴箱设计中引入自动化系统设计,实现切削及转速相关参数的自动化计算和传动系统的自动优化... 主轴箱大多依靠人工进行设计,具有多轴数、多参数、多排次等特点,整个传动方案的设计过程极为繁琐,严重增加了主轴箱传动方案的设计工作量。在主轴箱设计中引入自动化系统设计,实现切削及转速相关参数的自动化计算和传动系统的自动优化,检测传动系统零部件的干涉情况,提高主轴箱设计的效率及质量。 展开更多
关键词 主轴箱 自动化设计系统 算法设计 传动系统
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基于模拟软件的正主轴箱铸件铸造工艺及优化
8
作者 郭锦涛 严旖叶 +2 位作者 徐春琳 张志豪 杨弋涛 《现代铸铁》 CAS 2023年第3期58-64,共7页
介绍了灰铸铁正主轴箱铸件的结构及技术要求,根据铸件的结构特点,对其进行了工艺性分析。详细阐述了铸件的分型面、浇注系统、冒口及冷铁设计,并借助计算机模拟软件分析了铁液的充型、凝固及缺陷分布情况,优选出较合理的浇注系统方案,... 介绍了灰铸铁正主轴箱铸件的结构及技术要求,根据铸件的结构特点,对其进行了工艺性分析。详细阐述了铸件的分型面、浇注系统、冒口及冷铁设计,并借助计算机模拟软件分析了铁液的充型、凝固及缺陷分布情况,优选出较合理的浇注系统方案,使铁液在浇注过程中充型平稳,避免铁液飞溅和湍流卷气现象。经过两次优化,利用冒口、冷铁和保温套的配合使用,增大冒口尺寸,避免了缩孔、缩松和缩凹的产生,满足了正主轴箱铸件的技术要求。 展开更多
关键词 灰铸铁 主轴箱 工艺设计
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计算机模拟辅助铸造主轴箱铸件的工艺设计探究
9
作者 王晓霞 《铸造》 CAS 北大核心 2023年第3期358-358,共1页
主轴箱是机床上的重要零件,其精度和质量直接影响着机床工作的稳定性。在结构上,主轴箱体结构复杂,壁厚差异大,对技术水平也有较高的要求。所有铸件的内部,均不能存在铸造缺陷,如夹砂、缩松等,特别是在导轨、轴孔等使用频率较高或重要... 主轴箱是机床上的重要零件,其精度和质量直接影响着机床工作的稳定性。在结构上,主轴箱体结构复杂,壁厚差异大,对技术水平也有较高的要求。所有铸件的内部,均不能存在铸造缺陷,如夹砂、缩松等,特别是在导轨、轴孔等使用频率较高或重要部位。借助计算机技术进行模型构建,从而完成铸造工艺设计能够有效节约生产成本,还能够更加直观地看到制造过程,并对最终缺陷可能产生的部位及发生的可能性进行预测。 展开更多
关键词 主轴箱 铸造工艺设计 铸造缺陷 计算机模拟 缩松 壁厚差 计算机技术 技术水平
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立式加工中心主轴箱性能分析与优化设计
10
作者 曹可可 胡明洪 +1 位作者 赵祖喜 刘伟 《机械制造》 2023年第12期31-35,共5页
以立式加工中心的关键部件主轴箱为研究对象,应用ANSYS有限元软件,根据实际工况进行静力学分析、模态分析和谐响应分析,并通过振动测试验证分析的准确性。基于灵敏度分析与最佳填充空间方法,对主轴箱进行优化设计。通过灵敏度分析,确定... 以立式加工中心的关键部件主轴箱为研究对象,应用ANSYS有限元软件,根据实际工况进行静力学分析、模态分析和谐响应分析,并通过振动测试验证分析的准确性。基于灵敏度分析与最佳填充空间方法,对主轴箱进行优化设计。通过灵敏度分析,确定对主轴箱性能影响较大的关键尺寸,并基于响应面模型对主轴箱进行多目标优化。优化设计后主轴箱质量减小,动态性能提升。 展开更多
关键词 加工中心 主轴箱 性能 分析 优化设计
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基于ANSYS Workbench的立式加工中心主轴箱静动态特性分析
11
作者 罗春刚 杨喜海 《机械设计与制造工程》 2023年第7期74-77,共4页
通过对某立式加工中心主轴箱在切削加工状态下的受力分析,建立了主轴箱的有限元分析模型,借助有限元分析软件分别对主轴箱进行静力学和模态分析,验证了主轴箱结构的合理性,结果表明主轴箱具有良好的强度和刚度,但在高速精切削状态下易... 通过对某立式加工中心主轴箱在切削加工状态下的受力分析,建立了主轴箱的有限元分析模型,借助有限元分析软件分别对主轴箱进行静力学和模态分析,验证了主轴箱结构的合理性,结果表明主轴箱具有良好的强度和刚度,但在高速精切削状态下易发生共振。 展开更多
关键词 立式加工中心 主轴箱 有限元分析 静动态特性
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模具行业新型机床主轴箱结构设计
12
作者 裴计达 《金属加工(冷加工)》 2023年第11期1-4,共4页
为了满足模具行业的加工要求,对传统型机床主轴箱结构进行分析和改进,设计一种新型数控机床主轴箱和丝杠传动结构,不仅提升了零件加工精度和表面质量,还解决了主轴移动速度慢、重复定位精度差及主轴箱热伸长等一系列问题。
关键词 模具行业 机床 主轴箱 新型结构 丝杠传动系统
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消失模工艺在机床主轴箱铸件上的应用研究
13
作者 程明波 代家林 张彦伟 《铸造工程》 2023年第S01期53-56,共4页
概述了机床类铸件常用呋喃树脂砂工艺的缺点,应用消失模工艺于某机床主轴箱铸件的生产,介绍了铸件的铸造工艺设计及主要缺陷预防控制方法,生产实践证明消失模工艺是可以成功应用于机床类铸件,生产出的主轴箱铸件质量稳定,合格率达到98%... 概述了机床类铸件常用呋喃树脂砂工艺的缺点,应用消失模工艺于某机床主轴箱铸件的生产,介绍了铸件的铸造工艺设计及主要缺陷预防控制方法,生产实践证明消失模工艺是可以成功应用于机床类铸件,生产出的主轴箱铸件质量稳定,合格率达到98%以上。 展开更多
关键词 主轴箱铸件 消失模工艺 机床 呋喃树脂砂工艺 缺陷预防
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石油接箍专用数控车床主轴箱正向设计
14
作者 霍洪旭 《机械工程师》 2023年第9期37-40,共4页
针对石油接箍螺纹的切削,文中从市场需求和生产工艺出发,利用WALTER计算结果选择电动机,再结合SolidWorks和Auto CAD软件正向设计一套主轴箱部及其附件。并运用Simulation对夹具进行有限元分析后发现,尽管应力分析满足设计要求,但安全... 针对石油接箍螺纹的切削,文中从市场需求和生产工艺出发,利用WALTER计算结果选择电动机,再结合SolidWorks和Auto CAD软件正向设计一套主轴箱部及其附件。并运用Simulation对夹具进行有限元分析后发现,尽管应力分析满足设计要求,但安全系数不足,可通过局部淬火来达到使用要求。 展开更多
关键词 石油接箍 数控车床 主轴箱设计 正向设计
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数控落地式铣镗床封闭式主轴箱灌胶工艺的技术改进
15
作者 张晟 《金属加工(冷加工)》 2023年第7期49-54,共6页
通过对数控落地式铣镗床封闭式主轴箱灌胶工艺现状的详细描述,提出灌胶工艺技术的问题及难点,并通过工艺技术攻关改进灌胶工艺方案,设计新的灌胶专用工装,经过现场试装,验证了改进后的灌胶工艺,最后形成主轴箱灌胶装配标准作业指导书,... 通过对数控落地式铣镗床封闭式主轴箱灌胶工艺现状的详细描述,提出灌胶工艺技术的问题及难点,并通过工艺技术攻关改进灌胶工艺方案,设计新的灌胶专用工装,经过现场试装,验证了改进后的灌胶工艺,最后形成主轴箱灌胶装配标准作业指导书,大大提高了机床精度及灌胶的成功率,同时也缩短了生产周期,节约了成本。 展开更多
关键词 灌胶工艺 主轴箱灌胶 数控落地式铣镗床
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基于正交试验法和灰色关联的机床主轴箱优化设计 被引量:22
16
作者 刘世豪 叶文华 +2 位作者 陈蔚芳 唐敦兵 肖利利 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2011年第7期127-132,共6页
为了提高机床主轴箱的静、动、热态综合性能,主轴箱必须具备良好的结构特性。在CAE软件ANSYS中建立某机床主轴箱的有限元模型,然后分别进行热-力耦合分析和模态分析,以主轴箱的质量、最大耦合应力、最大耦合变形、一阶固有频率为目标函... 为了提高机床主轴箱的静、动、热态综合性能,主轴箱必须具备良好的结构特性。在CAE软件ANSYS中建立某机床主轴箱的有限元模型,然后分别进行热-力耦合分析和模态分析,以主轴箱的质量、最大耦合应力、最大耦合变形、一阶固有频率为目标函数,主体部分的长度、宽度、高度为设计变量进行了多目标正交优化设计。利用灰色关联分析法获得了优化设计的最佳解,使主轴箱在质量仅增加2.585%的情况下,最大热-力耦合应力降低9.817%,最大热-力耦合变形减小16.393%,并且一阶固有频率提高8.634%。研究表明,正交试验法和灰色关联分析法具有较高的工程实用性。 展开更多
关键词 机床主轴箱 热-力耦合分析 模态分析 正交试验法 灰色关联分析
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基于ANSYS Workbench的主轴箱有限元分析及优化设计 被引量:83
17
作者 周孜亮 王贵飞 丛明 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2012年第3期17-20,共4页
以高速立式加工中心主轴箱为研究对象,针对其结构特点,利用ANSYS Workbench平台建立了有限元模型。分析主轴箱的实际工作情况,得到其刚度最差的工况位置,对此位置进行了铣削工况下的静力分析。对主轴箱进行模态分析,提取了前四阶固有频... 以高速立式加工中心主轴箱为研究对象,针对其结构特点,利用ANSYS Workbench平台建立了有限元模型。分析主轴箱的实际工作情况,得到其刚度最差的工况位置,对此位置进行了铣削工况下的静力分析。对主轴箱进行模态分析,提取了前四阶固有频率及振型图。根据静动态特性分析结果对主轴箱进行了多目标多尺寸的优化设计。对优化后的主轴箱进行了静动态特性有限元分析,结果表明优化后的主轴箱静动态特性有显著提高。 展开更多
关键词 主轴箱 静力分析 模态分析 优化设计
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大型数控落地镗铣床主轴箱的有限元分析 被引量:25
18
作者 韩江 孟超 +1 位作者 姚银鸽 翟华 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2009年第10期82-84,共3页
通过三维软件建立了大型数控落地镗铣床主轴箱的三维模型,采用有限元软件建立了有限元计算模型,并进行了主轴箱的静态刚强度分析,计算了主轴箱的应力和变形情况。通过模态分析,计算了主轴箱1至10阶的固有频率和振型。分析结果表明,现有... 通过三维软件建立了大型数控落地镗铣床主轴箱的三维模型,采用有限元软件建立了有限元计算模型,并进行了主轴箱的静态刚强度分析,计算了主轴箱的应力和变形情况。通过模态分析,计算了主轴箱1至10阶的固有频率和振型。分析结果表明,现有主轴箱的设计模型刚、强度较好,主轴箱的第1阶固有频率较低,相邻阶次的固有频率差别较大。 展开更多
关键词 主轴箱 有限元 静力分析 模态分析
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基于Kriging代理模型的主轴箱稳健设计 被引量:7
19
作者 陈永亮 刘双 +2 位作者 王汉涛 张健 顾佩华 《天津大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第12期1111-1117,共7页
为了建立复杂工程问题性能变量和设计变量之间的解析关系从而对其进行稳健设计,提出基于Kriging代理模型的分析性稳健设计方法,即"确定参数-正交试验-代理模型-稳健优化-验证"的设计过程.然后以主轴箱的稳健设计为例,以Matla... 为了建立复杂工程问题性能变量和设计变量之间的解析关系从而对其进行稳健设计,提出基于Kriging代理模型的分析性稳健设计方法,即"确定参数-正交试验-代理模型-稳健优化-验证"的设计过程.然后以主轴箱的稳健设计为例,以Matlab工具箱和自编的稳健设计软件为工具检验了所提出的方法.建立的代理模型中各个响应变量的最大相对均方根误差为5.89%.用有限元方法对稳健设计结果进行验证,结果表明该设计方法可以得到与实际情况吻合的稳健分析及优化结果. 展开更多
关键词 稳健设计 主轴箱 动静刚度 KRIGING模型 代理模型
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加工中心主轴部件及其主轴箱的热特性有限元分析 被引量:21
20
作者 张耀满 高冠滨 +2 位作者 王旭东 蔡光起 李宪凯 《组合机床与自动化加工技术》 2005年第4期43-44,52,共3页
现代机械工业对机床精度提出了越来越高的要求。机床主轴部件和主轴箱的热特性是影响机床精度的主要因素之一。文章建立了加工中心主轴部件及其主轴箱的温度场模型并进行了数字模拟仿真。首先预测了机床主轴部件的热平衡时间能,并以温... 现代机械工业对机床精度提出了越来越高的要求。机床主轴部件和主轴箱的热特性是影响机床精度的主要因素之一。文章建立了加工中心主轴部件及其主轴箱的温度场模型并进行了数字模拟仿真。首先预测了机床主轴部件的热平衡时间能,并以温度曲线的形式表示出来,然后计算出主轴部件和主轴箱的热变形。依据这些我们能够得到主轴的轴向和径向误差,为主轴部件的设计计算奠定了基础。 展开更多
关键词 卧式加工中心 轴系统 主轴箱 温度场 有限元分析
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