發(fā)布時(shí)間：2020-02-16 18:57

【摘要】：車銑復(fù)合加工中心把車削和銑削加工進(jìn)行工藝集成,可實(shí)現(xiàn)工件的同基準(zhǔn)多工序集成加工,有利于提高零件的制造精度。斜床身和主軸箱是車銑復(fù)合加工中心的重要零部件,其結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度、剛度及熱變形都會(huì)直接影響機(jī)床的加工精度。研究機(jī)床的主要零部件的強(qiáng)度、剛度、熱特性,為改善其幾何精度具有重要的現(xiàn)實(shí)價(jià)值。本文針對(duì)MJ-520MC/Y數(shù)控車銑復(fù)合加工中心的斜床身進(jìn)行剛性設(shè)計(jì)分析,探討建立有利于仿真分析的虛擬樣機(jī)的方法;對(duì)斜床身數(shù)控車銑復(fù)合加工中心的受力情況進(jìn)行分析,將典型工況下的切削力(銑削力)、床身上方各機(jī)床零部件的重力折算到床身上,得出了斜床身的載荷參數(shù)。運(yùn)用有限元分析方法對(duì)其斜床身進(jìn)行靜力學(xué)分析和穩(wěn)態(tài)熱分析,斜床身的最高溫度點(diǎn)隨著時(shí)間的增加而升高,斜床身在t=60s后達(dá)到穩(wěn)態(tài)。探討載荷、溫度兩者共同作用時(shí)對(duì)斜床身的應(yīng)力應(yīng)變的影響,得到其斜床身的熱力耦合變形中的最大綜合變形及位置,提出了斜床身改進(jìn)優(yōu)化的基本思路,對(duì)斜床身的上導(dǎo)軌進(jìn)行結(jié)構(gòu)改進(jìn),增加上導(dǎo)軌厚度。對(duì)斜床身進(jìn)行模態(tài)分析,得出斜床身前六階的固有頻率和振型,根據(jù)模態(tài)分析結(jié)果,對(duì)斜床身進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn),增加上導(dǎo)軌和底座厚度,改進(jìn)后斜床身前三階固有頻率得到提高。對(duì)主軸箱其軸承摩擦力矩及發(fā)熱量進(jìn)行計(jì)算,得到其主要熱源的發(fā)熱量。利用順序耦合法對(duì)主軸箱裝配體進(jìn)行模擬分析,得到其最大總變形及所在位置。提出了提高內(nèi)部散熱能力和后軸承浮動(dòng)安裝方式的主軸箱結(jié)構(gòu)優(yōu)化方案。
【圖文】：

對(duì)機(jī)床的虛擬樣機(jī)模型進(jìn)行反復(fù)修改以及改變整體的設(shè)計(jì)方案，直到其工作性能得到設(shè)計(jì)滿足，最大限度地縮短設(shè)計(jì)周期和減少企業(yè)開發(fā)成本[9]。通過對(duì)虛擬樣機(jī)進(jìn)行有限元分析得出的分析結(jié)果，為機(jī)床的合理化設(shè)計(jì)提供了更為方便的方法。1.2 車銑復(fù)合加工中心的結(jié)構(gòu)及原理在已有的“MJ-520MC 車削中心”基礎(chǔ)上，研制出 MJ-520MC/Y 型斜床身加工中心，這種型號(hào)的技術(shù)水平與原機(jī)型進(jìn)行對(duì)比，是一種全新的更為高檔的產(chǎn)品[6]。1.2.1 主要用途及規(guī)格MJ-520MC/Y 是一種兼具銑削、鉆削、車削等功能的車銑復(fù)合加工中心[10]，其配置刀架為臥式回輪動(dòng)力型，通過直接驅(qū)動(dòng) X 進(jìn)給軸，形成虛擬 Y 軸[11]。圖 1.1 為外觀照片，圖 1.2 為結(jié)構(gòu)布局圖[11]。

濟(jì)南大學(xué)碩士學(xué)位論文3圖 1.2 機(jī)床結(jié)構(gòu)布局圖1.2.2 機(jī)床的主要優(yōu)點(diǎn)傳統(tǒng)車銑復(fù)合加工中多數(shù)利用極坐標(biāo)插補(bǔ)的方式進(jìn)行銑削加工工件，加工效率低下、適用范圍窄，屬于比較低端的產(chǎn)品[12-16]。目前常用結(jié)構(gòu)大部分是伺服電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)滾珠絲杠及 Y 軸滑板，實(shí)現(xiàn)直線進(jìn)給，從而形成直接的 Y 軸運(yùn)動(dòng)，形成較大 Y 軸行程。但結(jié)構(gòu)自身不足較多，主要為：加工表面精度低，受力不合理，加工質(zhì)量難以得到保證；二是機(jī)床結(jié)構(gòu)尺寸較大，需要的加工材料多、占地面積大[17-19]。虛擬“Y”軸結(jié)構(gòu)較好的彌補(bǔ)了上述缺點(diǎn)，，其滿足上述功能的主要原因有以下幾點(diǎn)，一是為“Y”軸的復(fù)合運(yùn)動(dòng)的結(jié)構(gòu)構(gòu)成，主要是相互配合實(shí)現(xiàn)，其結(jié)構(gòu)布局決定了其機(jī)床剛性。當(dāng)機(jī)床進(jìn)行強(qiáng)力車削加工時(shí)，這種優(yōu)點(diǎn)表現(xiàn)的淋漓盡致，有更高的加工精度和加工效率[20-24]。機(jī)床的實(shí)際加工過程中，加工出精度較高的
【學(xué)位授予單位】：濟(jì)南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TG659

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2580188