本文關(guān)鍵詞：大型車(chē)床結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與虛擬樣機(jī)研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：本文主要介紹采用虛擬樣機(jī)技術(shù)對(duì)大型車(chē)床主要結(jié)構(gòu)件進(jìn)行分析和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化。隨著工業(yè)建設(shè)的發(fā)展壯大,對(duì)于工業(yè)制造的高水平機(jī)床的需求將越來(lái)越大,而機(jī)床制造業(yè)將發(fā)揮越來(lái)越大的作用。但是國(guó)內(nèi)機(jī)床制造水平低,精度差的現(xiàn)狀還是普遍存在的現(xiàn)象。虛擬樣機(jī)技術(shù)是目前國(guó)內(nèi)外應(yīng)用非常廣泛,發(fā)展很快的一門(mén)非常有用的技術(shù)。利用UG軟件對(duì)現(xiàn)有的立式車(chē)床、龍門(mén)式車(chē)床結(jié)構(gòu)進(jìn)行三維建模,利用有限元分析軟件進(jìn)行動(dòng)靜態(tài)分析,找出其中的薄弱環(huán)節(jié),重新改進(jìn)設(shè)計(jì)。根據(jù)立式車(chē)床橫梁、立柱等主要結(jié)構(gòu)件在車(chē)床工作時(shí)的具體情況,分析了這些支承部件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、截面的形狀、內(nèi)部筋板的布置。針對(duì)立式車(chē)床的橫梁結(jié)構(gòu)、立柱結(jié)構(gòu)、回轉(zhuǎn)工作臺(tái)、床身、動(dòng)力箱這幾個(gè)主要的結(jié)構(gòu)部件建立三維模型,利用ANSYS軟件對(duì)建立好的模型進(jìn)行有限元分析。立式車(chē)床的橫梁改進(jìn)為雙梁結(jié)構(gòu),切削刀架和托架位于梁的中間,這樣可以有效地改善受力和熱膨脹引起的不均勻變形。立柱和橫梁的裝配采用凹凸結(jié)構(gòu),這樣可以使橫梁的支撐更加穩(wěn)定,而且解決了不均勻熱變形和受力時(shí)引起的橫梁后傾。通過(guò)動(dòng)靜態(tài)分可知改進(jìn)設(shè)計(jì)的橫梁已經(jīng)達(dá)到了預(yù)期的效果。對(duì)大型立式車(chē)床的立柱、工作臺(tái)等部件都進(jìn)行了動(dòng)靜態(tài)分析,獲得了模態(tài)頻率和和振型。通過(guò)對(duì)于大型立式車(chē)床進(jìn)行結(jié)構(gòu)改進(jìn),提高了車(chē)床各個(gè)部分的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度,采用熱平衡結(jié)構(gòu),對(duì)稱(chēng)式設(shè)計(jì),有效降低了機(jī)床在切削加工中的受力,提高加工精度。通過(guò)輕量化床身設(shè)計(jì),有效降低了整機(jī)重量,節(jié)約材料。通過(guò)有限元分析,可以看出機(jī)床各主要結(jié)構(gòu)在不同載荷下的變形形狀和最大變形區(qū)域,通過(guò)分析可得到該大型數(shù)控車(chē)床結(jié)構(gòu)的薄弱環(huán)節(jié),為車(chē)床結(jié)構(gòu)進(jìn)一步的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化提供一定的理論支持和依據(jù)。
【關(guān)鍵詞】：大型立式車(chē)床 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 三維建模 虛擬樣機(jī) 有限元分析
【學(xué)位授予單位】：西安工程大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：TG51
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 緒論9-19
• 1.1 課題的提出和研究意義9-11
• 1.1.1 課題提出的背景9-10
• 1.1.2 課題研究的意義10-11
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀及動(dòng)態(tài)11-13
• 1.2.1 國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀及發(fā)展動(dòng)態(tài)11-12
• 1.2.2 國(guó)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展動(dòng)態(tài)12-13
• 1.3 虛擬樣機(jī)技術(shù)在機(jī)床結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用13-15
• 1.4 論文主要研究?jī)?nèi)容15-19
• 2 大型立式車(chē)床各結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)介19-31
• 2.1 金屬切削機(jī)床19-20
• 2.2 立式車(chē)床與立式加工中心20-24
• 2.2.1 立式車(chē)床橫梁的簡(jiǎn)介22
• 2.2.2 立式車(chē)床立柱的簡(jiǎn)介22-23
• 2.2.3 立式車(chē)床床身的簡(jiǎn)介23-24
• 2.2.4 立式車(chē)床工作臺(tái)的簡(jiǎn)介24
• 2.2.5 立式車(chē)床滑枕的簡(jiǎn)介24
• 2.3 本次設(shè)計(jì)的改進(jìn)思路24-31
• 2.3.1 現(xiàn)有立式、龍門(mén)式機(jī)床結(jié)構(gòu)存在問(wèn)題分析25-28
• 2.3.2 立式機(jī)床結(jié)構(gòu)改進(jìn)設(shè)計(jì)方案28-31
• 3 大型數(shù)控立式車(chē)床整機(jī)建模31-39
• 3.1 橫梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)32-34
• 3.2 立柱的建模與設(shè)計(jì)34-35
• 3.3 床身的建模與設(shè)計(jì)35-36
• 3.4 移動(dòng)式回轉(zhuǎn)工作臺(tái)的結(jié)構(gòu)建模與設(shè)計(jì)36-37
• 3.5 整機(jī)結(jié)構(gòu)建模與設(shè)計(jì)37-38
• 3.6 本章小結(jié)38-39
• 4 立式車(chē)床各結(jié)構(gòu)部件的有限元分析39-63
• 4.1 模態(tài)分析理論39-40
• 4.2 橫梁的有限元分析40-45
• 4.3 立柱的有限元分析45-49
• 4.3.1 立柱有限元模型建立45-46
• 4.3.2 立柱的動(dòng)靜力學(xué)分析46-49
• 4.4 床身的有限元分析49-50
• 4.4.1 床身有限元模型建立49-50
• 4.4.2 床身的動(dòng)靜力學(xué)分析50
• 4.5 立式車(chē)床回轉(zhuǎn)工作臺(tái)的有限元分析50-57
• 4.5.1 立式車(chē)床工作臺(tái)的有限元模型建立50-54
• 4.5.2 動(dòng)力箱的模態(tài)分析54-57
• 4.6 龍門(mén)結(jié)構(gòu)的動(dòng)靜態(tài)分析57-62
• 4.6.1 立柱有限元模型建立57
• 4.6.2 模態(tài)分析57-60
• 4.6.3 龍門(mén)結(jié)構(gòu)的靜力學(xué)析圖60-62
• 4.7 本章小結(jié)62-63
• 5 總結(jié)展望63-65
• 5.1 總結(jié)63
• 5.2 展望63-65
• 參考文獻(xiàn)65-69
• 作者攻讀學(xué)位期間發(fā)表論文清單69-71
• 致謝71

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本文編號(hào)：305040