在裝備制造業(yè)中,重型機(jī)床是不可或缺的母機(jī)和設(shè)備。主軸箱是重型機(jī)床加工生產(chǎn)過(guò)程中非常重要的一個(gè)環(huán)節(jié),在保證加工精度、提高生產(chǎn)效率方面起著舉足輕重的作用。在機(jī)械加工中,傳統(tǒng)的主軸箱的主軸轉(zhuǎn)速、重復(fù)定位精度、可靠性方面都與國(guó)外存在一定差距,難以保證產(chǎn)品質(zhì)量。因此,優(yōu)化主軸箱設(shè)計(jì)已成為重型機(jī)床的重點(diǎn)考慮問(wèn)題之一。TK6920大型數(shù)控銑鏜床是我國(guó)較為先進(jìn)的一種具備多功能型機(jī)械加工設(shè)備。在本研究中,主要對(duì)TK6920超重型數(shù)控銑鏜床主軸箱等重要部位的設(shè)計(jì)優(yōu)化進(jìn)行研究。在用Solidworks軟件對(duì)TK6920超重型數(shù)控落地銑鏜床進(jìn)行三維建模的基礎(chǔ)上,借助ANSYS,通過(guò)靜力學(xué)分析主軸箱,關(guān)于強(qiáng)度和剛度進(jìn)行研究,分析其合理性。其次用模態(tài)分析的方法對(duì)主軸箱進(jìn)行動(dòng)態(tài)特性分析,獲得其固有的特性(固有頻率和振型)。然后對(duì)主軸箱的結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì),構(gòu)建結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的模型,建立相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型,合理選擇相應(yīng)的計(jì)算方法,編制優(yōu)化程序。將具體的實(shí)際問(wèn)題轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的數(shù)學(xué)問(wèn)題,并且通過(guò)構(gòu)建數(shù)學(xué)模型的方式來(lái)明晰相關(guān)的優(yōu)化設(shè)計(jì)過(guò)程,理解和分析建模過(guò)程中最重要的三個(gè)元素。經(jīng)過(guò)合理的優(yōu)化后,既明顯提高了主軸箱結(jié)構(gòu)的剛度,又減輕了... 

【文章來(lái)源】：河北科技大學(xué)河北省

【文章頁(yè)數(shù)】：84 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

TK6920機(jī)床立體模型

7快慢與否。(3)主軸箱主軸箱之于機(jī)床，猶如心臟之于人體器官的重要程度，一個(gè)性能出色，剛度強(qiáng)勁的主軸箱，會(huì)對(duì)生產(chǎn)出的工件的精細(xì)程度有一個(gè)質(zhì)的飛躍。本次設(shè)計(jì)中，計(jì)劃是先對(duì)前部做一個(gè)開(kāi)口設(shè)計(jì)，之后進(jìn)行對(duì)比研究分析前部不做開(kāi)口的設(shè)計(jì)方案[24]。鏜軸伴隨著滑枕協(xié)同運(yùn)行，在一來(lái)一回之間完成對(duì)工件的切割。TK6920銑鏜床主軸箱的裝配圖如圖2-2所示。圖2-2TK6920銑鏜床主軸箱裝配圖(4)床身床身承載著立柱和主軸箱部件、重錘、自重等眾多零部件[25]。目前，任何機(jī)器設(shè)備在工作時(shí)，由于摩擦力的存在都無(wú)法避免熱量的發(fā)散現(xiàn)象的發(fā)生，導(dǎo)致熱危害。為了及時(shí)將機(jī)床的熱量散發(fā)出去保障正常運(yùn)行，需要選擇有良好熱學(xué)性質(zhì)的材質(zhì)；另外須注意預(yù)防工作狀態(tài)時(shí)一定頻率引起的共振。(5)主軸系統(tǒng)主軸轉(zhuǎn)速非常高在機(jī)床運(yùn)作時(shí)，主軸系統(tǒng)中因存在主軸、鏜軸、等軸系，主軸將散發(fā)出大量的熱量，切削力將導(dǎo)致不穩(wěn)定的振動(dòng)，所以，對(duì)主軸系統(tǒng)的動(dòng)、熱力學(xué)性能有著較高地要求。(6)工作臺(tái)系統(tǒng)工作臺(tái)發(fā)生旋轉(zhuǎn)時(shí)，固定在其上地工件也跟著工作臺(tái)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，零件鉆、銑、絞、攻絲、鏜孔等眾多工序的加工，只需要經(jīng)過(guò)一次裝夾就可以完成，這大大提高了工作效率。(7)換刀機(jī)構(gòu)手架升降、刀庫(kù)、手架機(jī)械手、回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)等眾多部分構(gòu)成了換刀機(jī)構(gòu)。輸入既定程序要求，換刀裝置接受輸入信息后無(wú)需人工操作便能迅速完成裝卸。(8)導(dǎo)軌

162/2102/21002/21000100010001)21)(1(對(duì)稱(chēng)ED（3-14）于是可知單元等效節(jié)點(diǎn)載荷列陣與單元?jiǎng)偠染仃嚾缦滤綤DdxdydzBBre（3-15）eSeeerSerPPPPTdSNPfdxdydzN（3-16）接著將約束由單元節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)換成結(jié)構(gòu)加點(diǎn)，單元節(jié)點(diǎn)位移列陣ea隨后可用結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)位移列陣a表示，詳情如下：ae=Ga（3-17）其中G主要指62n階自由度轉(zhuǎn)換矩陣，n指結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù)。結(jié)合離散型總位能公式與式（3-13）（3-17），由此可得關(guān)于節(jié)點(diǎn)載荷與整體剛度的結(jié)構(gòu)矩陣。reereePGPGKGK（3-18）方程求解具體步驟如下：[K]{a}=[P]（3-19）其中：a指的是節(jié)點(diǎn)位移列陣，F(xiàn)指的是節(jié)點(diǎn)載荷列陣[K]為整體剛度矩陣。3.2建立主軸箱有限元模型3.2.1導(dǎo)入模型運(yùn)行ANSYS后，在菜單功能區(qū)以實(shí)用菜單>文件>導(dǎo)入>參數(shù)化實(shí)體的步驟選擇，確定出主軸箱合適的模型。創(chuàng)建完畢的整體結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖3-1。圖3-1主軸箱有限元模型

【參考文獻(xiàn)】：
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碩士論文
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本文編號(hào)：2947087