機(jī)械制造業(yè)在我國國民經(jīng)濟(jì)中屬于重要支柱型產(chǎn)業(yè),現(xiàn)階段的中國正在由制造大國向制造強(qiáng)國轉(zhuǎn)變。作為機(jī)械制造業(yè)的關(guān)鍵技術(shù),數(shù)控機(jī)床技術(shù)是推動我國制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級的重要驅(qū)動力,隨著工業(yè)生產(chǎn)效率和產(chǎn)品精度要求的提高,要求數(shù)控機(jī)床具有更高的精度和穩(wěn)定性,迫切需要對機(jī)床的動態(tài)特性進(jìn)行技術(shù)研究。本文以ADI數(shù)控車床為研究對象,對車床整機(jī)和主要組成部件進(jìn)行動態(tài)特性分析和結(jié)構(gòu)優(yōu)化改進(jìn)。論文首先根據(jù)ADI數(shù)控車床的設(shè)計方案建立車床的三維實體模型,利用有限元軟件ANSYS對機(jī)床的床身、尾座、主軸箱、刀架、拖板以及整機(jī)進(jìn)行靜力學(xué)分析和模態(tài)分析,根據(jù)分析結(jié)果找出原設(shè)計方案中結(jié)構(gòu)的薄弱環(huán)節(jié),并以此為依據(jù)對原機(jī)床結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)設(shè)計。床身作為數(shù)控車床的重要支撐件,有限元計算分析發(fā)現(xiàn)其低階模態(tài)出現(xiàn)局部振型,床身整體動剛度需要進(jìn)一步提高。本文在不過多增加床身質(zhì)量的前提下提出在床身內(nèi)部與上導(dǎo)軌區(qū)域增加加固筋板和床身底部薄弱部分填厚的結(jié)構(gòu)優(yōu)化方案。尾座體是車床的運(yùn)動件之一,以輕量化為目標(biāo),在原有設(shè)計方案中結(jié)構(gòu)的最大應(yīng)力遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于材料的極限應(yīng)力,設(shè)計余量過剩的前提下,從使用新型輕質(zhì)材料和結(jié)構(gòu)拓?fù)鋬?yōu)化兩方面針對機(jī)床尾座提出輕量化改進(jìn)方... 

【文章來源】：河南科技大學(xué)河南省

【文章頁數(shù)】：78 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第1章 緒論
    1.1 研究背景及意義
        1.1.1 課題研究背景
        1.1.2 課題研究意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 數(shù)控機(jī)床的發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢
        1.2.2 機(jī)床動力學(xué)分析的研究現(xiàn)狀
    1.3 主要研究內(nèi)容
第2章 結(jié)構(gòu)動力學(xué)分析的理論基礎(chǔ)
    2.1 結(jié)構(gòu)的動力學(xué)方程
        2.1.1 單元動力學(xué)方程的推導(dǎo)
        2.1.2 單元質(zhì)量矩陣和阻尼矩陣的坐標(biāo)變換
        2.1.3 結(jié)構(gòu)動力學(xué)方程的建立
    2.2 結(jié)構(gòu)的無阻尼自由振動方程
    2.3 ANSYS軟件介紹
    2.4 本章小結(jié)
第3章 車床三維實體與有限元模型的建立
    3.1 ADI數(shù)控車床簡介
    3.2 機(jī)床實體模型建立
    3.3 數(shù)控車床有限元模型建立
        3.3.1 有限元模型的建立要點(diǎn)
        3.3.2 Meshing網(wǎng)格劃分平臺的3D網(wǎng)格類型及劃分方法
        3.3.3 車床有限元模型建立
    3.4 本章小結(jié)
第4章 ADI數(shù)控車床的動態(tài)特性分析
    4.1 動態(tài)特性分析的應(yīng)用與基本步驟
    4.2 數(shù)控車床床身的動態(tài)特性分析
        4.2.1 床身有限元模型建立
        4.2.2 邊界條件加載
        4.2.3 床身靜力學(xué)分析
        4.2.4 模態(tài)分析及結(jié)果
    4.3 數(shù)控車床尾座的動態(tài)特性分析
        4.3.1 尾座的有限元模型建立
        4.3.2 邊界條件加載
        4.3.3 靜力學(xué)分析及結(jié)果
        4.3.4 模態(tài)分析及結(jié)果
    4.4 機(jī)床其他部件的模態(tài)分析
        4.4.1 主軸箱的模態(tài)分析與結(jié)果
        4.4.2 拖板模態(tài)分析與結(jié)果
        4.4.3 刀架模態(tài)分析與結(jié)果
    4.5 數(shù)控車床整機(jī)的動態(tài)特性分析
    4.6 本章小結(jié)
第5章 ADI數(shù)控車床結(jié)構(gòu)優(yōu)化改進(jìn)設(shè)計
    5.1 床身結(jié)構(gòu)改進(jìn)設(shè)計
        5.1.1 床身結(jié)構(gòu)改進(jìn)方案
        5.1.2 床身改進(jìn)方案對比分析
        5.1.3 床身結(jié)構(gòu)綜合改進(jìn)方案
    5.2 尾座體輕量化設(shè)計
        5.2.1 結(jié)構(gòu)輕量化的方法
        5.2.2 尾座體不同材料分析對比
        5.2.3 尾座體拓?fù)鋬?yōu)化分析
    5.3 下拖板輕量化設(shè)計
        5.3.1 下拖板靜力學(xué)分析
        5.3.2 下拖板拓?fù)鋬?yōu)化分析
    5.4 優(yōu)化后整機(jī)動態(tài)特性
    5.5 綜合優(yōu)化后機(jī)床動態(tài)性能評估
    5.6 本章小結(jié)
第6章 結(jié)論
    6.1 總結(jié)
    6.2 展望
參考文獻(xiàn)
致謝
攻讀學(xué)位的研究成果


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]我國高檔數(shù)控機(jī)床產(chǎn)業(yè)發(fā)展支撐體系初探[J]. 黃韶娟,盛伯浩,吳進(jìn)軍,焦炬.  制造技術(shù)與機(jī)床. 2019(01)
[2]數(shù)控機(jī)床模塊化設(shè)計系統(tǒng)的研究與開發(fā)[J]. 蘇銘,游有鵬,楊雪峰.  機(jī)械設(shè)計與制造. 2018(12)
[3]基于模態(tài)分析的數(shù)控內(nèi)齒強(qiáng)力珩齒機(jī)床身優(yōu)化設(shè)計[J]. 李文浩,夏鏈,袁彬,韓江.  合肥工業(yè)大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2018(11)
[4]基于高加速度加工的機(jī)床動態(tài)特性研究[J]. 米潔,甄真,祝英平.  機(jī)械強(qiáng)度. 2018(04)
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[6]云計算在智能機(jī)床控制體系中的應(yīng)用探析[J]. 黃瑩,盧秉恒,趙萬華.  機(jī)械工程學(xué)報. 2018(08)
[7]智能制造與先進(jìn)數(shù)控技術(shù)[J]. 黃筱調(diào),夏長久,孫守利.  機(jī)械制造與自動化. 2018(01)
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[10]XK719數(shù)控銑床的結(jié)構(gòu)尺寸優(yōu)化[J]. 張疆平,關(guān)英俊,賈成閣,趙希祿.  機(jī)床與液壓. 2016(15)

博士論文
[1]高速磨床動態(tài)特性及結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計研究[D]. 陳桂平.湖南大學(xué) 2018

碩士論文
[1]高速、高精度數(shù)控銑床電主軸結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計及其性能研究[D]. 陳麗婷.浙江大學(xué) 2016
[2]CK1440型數(shù)控車床床身動態(tài)特性分析與結(jié)構(gòu)改進(jìn)[D]. 吳良寶.南京理工大學(xué) 2012
[3]機(jī)床結(jié)構(gòu)動力學(xué)建模及動態(tài)特性分析技術(shù)的研究[D]. 林賢響.浙江工業(yè)大學(xué) 2012
[4]數(shù)控車床床身結(jié)構(gòu)動態(tài)分析與優(yōu)化研究[D]. 林天清.昆明理工大學(xué) 2009



本文編號：3314567