對于機(jī)械工業(yè)而言,裝備制造業(yè)的地位是不言而喻的,國民經(jīng)濟(jì)的任何一個部門都需要機(jī)械工業(yè)為其提供工作母機(jī)。相關(guān)統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示,2017年我國高端裝備制造業(yè)的市場占比提高到了15%,復(fù)合增長率達(dá)到了32.3%,預(yù)計到2022年我國裝備制造業(yè)的市場占有率將提高到25%。在現(xiàn)階段,我國裝備制造業(yè)還面臨著一系列發(fā)展難題,比如鉆孔加工中心等高精尖的技術(shù)發(fā)展水平歐美裝備制造業(yè)非常領(lǐng)先的國家相比還存在著巨大的差距,這就導(dǎo)致我國相關(guān)產(chǎn)業(yè)大而不強(qiáng),缺乏核心競爭力。在世界產(chǎn)業(yè)格局調(diào)整、國內(nèi)機(jī)床市場需求持續(xù)增長的當(dāng)下,開發(fā)高性能的高速加工中心勢在必行。本文結(jié)合當(dāng)前高速加工技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀,參考國內(nèi)外相關(guān)產(chǎn)品的研究現(xiàn)狀及主要性能參數(shù),確定了加工中心結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計研究的主要研究內(nèi)容及技術(shù)路線。首先以國內(nèi)外同類型機(jī)床參數(shù)為基礎(chǔ),結(jié)合本機(jī)床研發(fā)所針對的加工對象及加工目的,綜合分析市場需求、加工成本等因素,最終確定機(jī)床的初始參數(shù);結(jié)合機(jī)床可靠性高、精度高、剛度高的特點(diǎn),分析各種加工中心的結(jié)構(gòu)布局,確定了機(jī)床總體布局方案。在確定總體布局的基礎(chǔ)上,對機(jī)床主體結(jié)構(gòu),包括床身、立柱、工作臺及滑臺等結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計,同時對機(jī)床的三向進(jìn)給傳動結(jié)構(gòu)、刀庫及其它輔助機(jī)構(gòu)等機(jī)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計。在最后采用目前應(yīng)用十分廣泛的solid works工程制圖軟件對機(jī)床整體進(jìn)行三維建模,對機(jī)床的主要功能部件進(jìn)行仿真分析,并且采用有限元軟件ansys對模型進(jìn)行了網(wǎng)格劃分和有限元的優(yōu)化分析,根據(jù)分析結(jié)果對機(jī)床的功能以及結(jié)構(gòu)進(jìn)行驗(yàn)證。大連機(jī)床集團(tuán)TD500A立式加工中心是引進(jìn)國際上領(lǐng)先的技術(shù),通過自主研發(fā)所生產(chǎn)的全新一代的數(shù)控設(shè)備。在工作臺上通過一次性的裝夾就可以完成零件的銑鉆加工以及擴(kuò)孔攻絲加工。該立式加工中心在我國的汽車零部件加工、航天產(chǎn)業(yè)、軍工產(chǎn)業(yè)、模具加工行業(yè)的眾多領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用,尤其適合于盤型零件,板形零件、殼體類零件的加工。在本論文設(shè)計基礎(chǔ)上,大連機(jī)床集團(tuán)已實(shí)現(xiàn)樣機(jī)生產(chǎn),經(jīng)過其性能測試及性能評估,其結(jié)構(gòu)滿足了設(shè)計的各種性能的要求。
【學(xué)位單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TG659
【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 課題背景
    1.2 國內(nèi)外相關(guān)產(chǎn)品及研究現(xiàn)狀
    1.3 本文主要研究內(nèi)容及技術(shù)路線
2 機(jī)床整體設(shè)計方案設(shè)計
    2.1 “3C”產(chǎn)品的加工工藝流程
    2.2 機(jī)床總體布局的確定
    2.3 立式鉆攻加工中心的結(jié)構(gòu)分析
        2.3.1 主傳動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)形式
        2.3.2 進(jìn)給傳動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)形式
    2.4 機(jī)床主要技術(shù)指標(biāo)的初始參數(shù)的擬定
3 機(jī)床結(jié)構(gòu)設(shè)計
    3.1 機(jī)床結(jié)構(gòu)設(shè)計要素
        3.1.1 機(jī)床主體材料
        3.1.2 主體結(jié)構(gòu)部件的時效處理
        3.1.3 機(jī)床主體結(jié)構(gòu)的截面形狀設(shè)計
        3.1.4 加強(qiáng)筋的設(shè)計
    3.2 機(jī)床主體結(jié)構(gòu)設(shè)計
        3.2.1 工作臺及滑臺模型設(shè)計
        3.2.2 立柱模型設(shè)計
        3.2.3 床身模型設(shè)計
    3.3 三向進(jìn)給傳動結(jié)構(gòu)設(shè)計
    3.4 刀庫
4 機(jī)床主要結(jié)構(gòu)部件有限元分析
    4.1 有限元分析簡介
    4.2 機(jī)床主要結(jié)構(gòu)部件的有限元分析
        4.2.1 床身模型的有限元分析
        4.2.2 立柱模型的有限元分析
        4.2.3 滑臺模型的有限元分析
        4.2.4 工作臺模型的有限元分析
5 機(jī)床傳動系統(tǒng)設(shè)計
    5.1 主傳動系統(tǒng)的主要參數(shù)確定
    5.2 主傳動功率–扭矩特性分析
    5.3 三向進(jìn)給傳動系統(tǒng)理論分析及計算選型
        5.3.1 滾珠絲杠及伺服電機(jī)的選擇與計算
    5.4 主軸傳動結(jié)構(gòu)原理及設(shè)計
    5.5 機(jī)床主軸的優(yōu)化設(shè)計及動平衡實(shí)驗(yàn)
        5.5.1 機(jī)床主軸的動平衡試驗(yàn)
        5.5.2 機(jī)床主軸的改進(jìn)設(shè)計
        5.5.3 機(jī)床主軸優(yōu)化后動平衡試驗(yàn)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況
致謝

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2871085