Comprehensive solutions for general-purpose machine tools

通用机床整体解决方案

机床行业仿真技术是高端数控机床研发制造的核心数字化手段，贯穿产品设计、性能校核、工艺匹配与整机优化全流程，主要针对机床床身、主轴、导轨、丝杠等关键部件开展静力学、模态振动、刚柔耦合及热-结构耦合仿真，精准把控结构刚度、固有频率、加工颤振与热变形误差；同时结合伺服进给、传动链动力学与切削工艺仿真，优化定位精度、进给平稳性及切削参数，并通过疲劳寿命、多物理场联合仿真预判整机运行可靠性，有效减少样机试制、缩短研发周期、降本提质。随着智能制造与高端装备国产化推进，机床仿真正朝着多物理场耦合、仿真驱动设计及数字孪生方向升级，成为保障机床高精度、高刚性、高稳定性的关键技术支撑。

依托国产ParaCS 有限元平台为核心，构建大型机床从理论设计、结构建模、分段仿真到整机分析的一体化评估体系。通过静力学、动力学、模态、切削稳态、拓扑优化多场耦合分析，实现机床性能、可靠性、耐久性、安全性、制造工艺与维护性的全流程量化评估，输出最优结构方案与加工参数，支撑高精度、高效率、高稳定性机床产品落地。

解决方案

覆盖范围

产品设计

制造工艺评估

维护性评估

耐久性评估

安全性评估

可靠性评估

性能评估

产品设计

以刚度与动力学为核心：基于材料力学与结构动力学，优选截面形式、优化力流线路径，兼顾静刚度、动刚度与热稳定性，提升机床抗变形与抗振能力。
以结构工程化为关键：合理设计壁厚、肋板布局与凸缘连接形式，采用分段设计 + 整机集成思路，实现轻量化、高刚性与易制造的平衡。
以全流程优化为目标：融合拓扑优化与制造工艺要求，同步考虑装配、维修、排屑、运输等使用场景，形成可落地、高性能、低成本的完整设计方案。

制造工艺评估

覆盖工艺选型、结构可造性、成本效率全链条评估：
对比铸造、焊接、灌浆工艺的优劣，匹配机床精度、成本、量产需求；
验证肋板、壁厚、凸缘等结构的铸造 / 焊接可行性，规避开裂、成型困难问题；
优化结构简化工艺，减少加工工序，兼顾制造精度、生产效率与环保要求。

维护性评估

以易检修、易更换、低损耗为目标设计维护友好型结构：
优化部件连接形式，便于导轨、轴承座、运动副等易损件检修更换；
通过仿真降低关键部件应力与振动，减少磨损与故障频次；
预留装配、调试、排屑空间，简化日常维护流程，降低运维成本与停机时间。

耐久性评估

聚焦长期运行、疲劳损耗、振动累积开展耐久性验证：
分析机床在周期性切削力、振动载荷下的应力循环特性，评估结构疲劳寿命；
模拟长期加工中的热累积与变形，验证结构尺寸稳定性；
通过模态与动刚度持续分析，判定振动衰减、结构损耗对长期使用性能的影响，保障全生命周期耐久运行。

安全性评估

从结构强度、运行稳定、人机安全三维构建安全防线：
校核最大应力、变形是否低于材料许用值，杜绝结构断裂、坍塌风险；
识别共振、颤振等不稳定工况，规避设备损坏与生产事故；
评估连接结构、运动部件的约束可靠性，消除运动干涉、松脱等安全隐患，满足设备安全运行标准。

可靠性评估

从结构、工况、耦合三层保障机床运行可靠性：
仿真验证螺栓预紧、运动副连接、凸缘接合的结构可靠性，杜绝松动与失效；
模拟重力、切削力、振动等多载荷耦合工况，评估极端工况下结构完整性；
基于切削稳态分析，预测颤振、应力集中等失效诱因，优化结构与参数提升系统可靠性。

性能评估

基于 ParaCS 完成机床全维度性能量化验证：
静态性能：校核整机 / 分段结构变形、等效应力，确保切削载荷下变形满足公差要求；
动态性能：开展模态分析获取 1-10 阶固有频率与振型，规避共振风险；
切削性能：通过瞬态动力学、谐响应分析，模拟真实切削工况，评估加工精度、表面粗糙度；
刚度性能：对比静刚度与动刚度，验证结构抗变形、抗振动能力，输出刚度薄弱点优化方案。

产品设计

围绕静刚度、动刚度、热稳定性三大核心开展机床结构设计：
优选铸造、焊接、人造花岗岩等制造工艺，匹配截面特性提升抗弯 / 抗扭刚度；
遵循力流线最短原则，配置直线肋、十字肋、工型肋等补强结构，优化壁厚与凸缘连接形式；
采用分段建模 + 整机集成设计思路，结合拓扑优化实现轻量化与高刚性平衡，兼顾装配、排屑、运输等工程需求。

我们的优势

我们依托自主研发的 ParaCS 仿真平台，拥有大型机床设备从理论设计、结构建模、分段与整机联合仿真，到切削稳态分析、颤振预测及拓扑优化的全流程一体化解决方案，可精准评估机床静动态性能、可靠性、耐久性与安全性，并深度对接铸造、焊接、灌浆等实际制造工艺，既能显著提升机床刚性与加工精度、避免共振与颤振、大幅提高生产效率，又能实现结构轻量化与成本优化，同时凭借自主可控平台保障数据安全，形成了技术领先、工程落地性强、全链条自主化的核心优势。

解决质量问题

攻破技术难关

改进产品性能

高性能CAE技术

技术交流互近

迭代试样方案

解决的痛点

传统机床设计依赖经验、缺乏科学依据，易出现刚性不足、振动大、精度差；常规仿真无法兼顾分段与整机，结果偏离实际；加工中频发颤振、振纹、粗糙度超标，效率上不去；结构笨重、材料浪费、制造成本高；设计迭代慢、验证周期长；同时长期依赖国外仿真软件，存在数据安全与卡脖子风险。而我们通过 ParaCS 全流程一体化仿真、切削稳态精准预测、拓扑优化轻量化设计、分段 — 整机联合分析，从源头提升刚性与稳定性、消除颤振、降低成本、缩短周期，并实现全流程自主可控，一站式解决机床从设计到制造再到加工的全链条关键难题。

结构设计靠经验，缺少仿真验证

1.结构设计靠经验，缺少仿真验证。
2.核心部件依赖进口，卡脖子严重。
3.精度与一致性难突破