【摘要】：螺旋槳是輪船中必不可少的驅(qū)動部件,它的精度會影響到整個輪船的行駛,要想得到質(zhì)量更好的螺旋槳就得使用可靠性、抗振性和穩(wěn)定性更好的數(shù)控機床來加工螺旋槳。本文研究的是整體螺旋槳銑磨復合機床,其加工的螺旋槳葉片面積大,精度要求較高,在實際生產(chǎn)過程中應盡量避免機床發(fā)生變形或振動,因此,本文基于機床靜動態(tài)特性分析結(jié)果與結(jié)構(gòu)優(yōu)化技術(shù)設計出一種綜合性能更好的機床結(jié)構(gòu),改善機床加工質(zhì)量,提高生產(chǎn)效率,節(jié)約生產(chǎn)成本。本文結(jié)合橫向項目“整體螺旋槳銑磨復合機床控制系統(tǒng)及軟件開發(fā)”課題,在ADAMS中建立了螺旋槳加工機床整機的虛擬模型,并對其進行相關(guān)的運動學、動力學分析,然后在ANSYS中對機床開展了靜、動態(tài)特性分析以及機床零部件的結(jié)構(gòu)優(yōu)化。主要完成的工作內(nèi)容如下:首先分析了螺旋槳銑磨復合機床的結(jié)構(gòu)特點,應用了虛擬樣機技術(shù)在ADAMS中對機床建立了簡化的虛擬三維樣機,并模擬機床實際運動過程得到數(shù)控機床的運動學、動力學性能,驗證機床是否會發(fā)生運動干涉以及指導驅(qū)動電機的型號選擇等。然后結(jié)合了有限元分析理論與機床加工螺旋槳時的實際工況,應用ANSYS Workbench軟件對加工機床進行靜力學分析得到了機床的位移變形云圖以及整機的應力云圖;在軟件中對機床進行的模態(tài)、諧響應分析得到機床的主要模態(tài)及對應振型,還建立了模態(tài)測試系統(tǒng)對機床進行了相關(guān)模態(tài)實驗驗證了軟件中仿真分析的準確性,通過這些分析結(jié)果,可以為機床薄弱環(huán)節(jié)的辨識提供參考依據(jù)。最后應用了ANSYS workbench中的優(yōu)化模塊對機床薄弱部件中的磨頭桿、立柱及其底座進行結(jié)構(gòu)參數(shù)優(yōu)化,得到性能更好的機床結(jié)構(gòu),使得機床的加工質(zhì)量提升,重量減少,還降低了機床的生產(chǎn)制造成本。
【學位授予單位】：重慶理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：U671;U664.33
【圖文】：

圖 1.1 整體螺旋槳 圖 1.2 螺旋槳加工機床1.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀螺旋槳是船舶行業(yè)中的關(guān)鍵動力部件，具有大直徑，復雜曲面型面和高精度要求，加工螺旋槳與加工自由曲面一樣都是機械制造中比較難加工的，因為近年來科學技術(shù)的不斷發(fā)展，數(shù)控技術(shù)被廣泛地應用在曲面類零件加工中，從而大大地改變了傳統(tǒng)手工落后的生產(chǎn)形勢。用 CNC 機床加工曲面類零件通常在三軸 CNC 機床上進行，但對于形狀結(jié)構(gòu)很復雜的曲面類部件，只能使用四坐標或五坐標聯(lián)動數(shù)控加工中心，使用五坐標數(shù)控機床時，因為機床本身自由度的增加，可以根據(jù)工件的表面形態(tài)確定最合適的刀具空間姿態(tài)�，F(xiàn)如今，數(shù)控機床的加工性能已滿足大部分機械領(lǐng)域中的制造需求，我們現(xiàn)在更加地重視起來數(shù)控機床的動態(tài)和靜態(tài)特性，對機床進行靜動態(tài)特性的研究可以了解到機床的剛度、強度、振動、噪聲、熱變形等等，根據(jù)預測分析結(jié)果優(yōu)化機床獲得綜合

圖 1.1 整體螺旋槳 圖 1.2 螺旋槳加工機床1.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀螺旋槳是船舶行業(yè)中的關(guān)鍵動力部件，具有大直徑，復雜曲面型面和高精度要求，加工螺旋槳與加工自由曲面一樣都是機械制造中比較難加工的，因為近年來科學技術(shù)的不斷發(fā)展，數(shù)控技術(shù)被廣泛地應用在曲面類零件加工中，從而大大地改變了傳統(tǒng)手工落后的生產(chǎn)形勢。用 CNC 機床加工曲面類零件通常在三軸 CNC 機床上進行，但對于形狀結(jié)構(gòu)很復雜的曲面類部件，只能使用四坐標或五坐標聯(lián)動數(shù)控加工中心，使用五坐標數(shù)控機床時，因為機床本身自由度的增加，可以根據(jù)工件的表面形態(tài)確定最合適的刀具空間姿態(tài)�，F(xiàn)如今，數(shù)控機床的加工性能已滿足大部分機械領(lǐng)域中的制造需求，我們現(xiàn)在更加地重視起來數(shù)控機床的動態(tài)和靜態(tài)特性，對機床進行靜動態(tài)特性的研究可以了解到機床的剛度、強度、振動、噪聲、熱變形等等，根據(jù)預測分析結(jié)果優(yōu)化機床獲得綜合

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本文編號：2731566