本文選題：龍門銑床 + 橫梁��； 參考：《陜西理工學(xué)院》2016年碩士論文

【摘要】：大型龍門銑床是機(jī)械加工制造重要設(shè)備之一,以快速、高精度而著稱,其橫梁跨距大,易引起加工的不穩(wěn)定,因此相關(guān)設(shè)計(jì)人員長期致力于對(duì)大跨距橫梁的性能研究。隨著CAD、CAE軟件高度智能化、集成化,用有限元分析軟件來建立機(jī)床部件有限元模型,對(duì)其實(shí)際加工工況進(jìn)行模擬和仿真,為以后的改進(jìn)和優(yōu)化提供指導(dǎo)依據(jù)。本研究以漢川數(shù)控機(jī)床股份公司正研制的某大型龍門銑床為出發(fā)點(diǎn),該銑床是我國自主研發(fā)的機(jī)械設(shè)備,樣機(jī)試制成功后,發(fā)現(xiàn)精度未能達(dá)到設(shè)計(jì)要求,分析其目前存在的問題,總體來看機(jī)床設(shè)計(jì)研發(fā)起點(diǎn)較高,但綜合性能尚需提高,主要問題之一是橫梁結(jié)構(gòu)不夠合理,引起加工工件的精度不達(dá)標(biāo)。如果能解決這一問題,將極大的提高該產(chǎn)品的國際競爭力。本論文使用主流建模軟件Solidworks對(duì)橫梁進(jìn)行參數(shù)化建模,應(yīng)用大型CAE軟件ANSYS Workbench對(duì)橫梁進(jìn)行了靜、動(dòng)態(tài)有限元分析,分析結(jié)果表明橫梁靜態(tài)性能能夠滿足要求,但是動(dòng)態(tài)性能卻欠佳,原因是一階模態(tài)易于被激發(fā),考慮對(duì)橫梁進(jìn)行優(yōu)化分析,以一階模態(tài)和質(zhì)量為優(yōu)化目標(biāo),用Ansys Workbench的Design Exploration模塊進(jìn)行基于響應(yīng)面法的多目標(biāo)優(yōu)化,優(yōu)化結(jié)果表明橫梁的一階模態(tài)提升2.4%,質(zhì)量降低7.2%,橫梁的多目標(biāo)優(yōu)化使產(chǎn)品的使用性能和經(jīng)濟(jì)性兩方面得到提高。最后用Shape Optimization(Beta)對(duì)橫梁的上頂面進(jìn)行了去除材料分析,為后續(xù)分析提供了思路。
[Abstract]:The large gantry milling machine is one of the important equipments in machining and manufacturing. It is famous for its fast and high precision. The long span of the beam is easy to cause the instability of the machining. So the related designers have been devoted to the study of the performance of the long span beam for a long time. With the high intelligence and integration of CAE software, the finite element analysis software is used to establish the finite element model of machine tool parts, to simulate and simulate the actual working conditions of machine tools, and to provide guidance for future improvement and optimization. This research takes a large gantry milling machine which is being developed by Hanchuan CNC Machine tool Company as the starting point. The milling machine is a mechanical equipment developed independently in our country. After the prototype has been trial-produced successfully, it is found that the precision can not meet the design requirements. In general, the starting point of machine tool design and R & D is relatively high, but the comprehensive performance still needs to be improved. One of the main problems is that the structure of crossbeam is not reasonable and the precision of machining workpiece is not up to standard. If this problem can be solved, it will greatly improve the international competitiveness of the product. In this paper, the main modeling software Solidworks is used to parameterize the beam. The static and dynamic finite element analysis of the beam is carried out with the large-scale CAE software ANSYS Workbench. The results show that the static performance of the beam can meet the requirements, but the dynamic performance is poor. The reason is that the first order mode is easy to be excited, considering the optimization analysis of the beam, taking the first order mode and mass as the optimization target, using the Ansys Workbench Design Exploration module to carry out the multi-objective optimization based on the response surface method. The optimization results show that the first order mode of the beam is raised by 2.4 and the mass is reduced by 7.2. The multi-objective optimization of the beam improves the performance and economy of the product. Finally, the material removal from the top of the beam is analyzed by shape optimization technique, which provides a way for further analysis.
【學(xué)位授予單位】：陜西理工學(xué)院
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TG542

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本文編號(hào)：2025914