本文關(guān)鍵詞：基于有限元方法的超硬刀具磨床主軸系統(tǒng)特性研究與優(yōu)化　出處：《上海師范大學(xué)》2015年碩士論文　論文類(lèi)型：學(xué)位論文

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【摘要】：機(jī)床工業(yè)對(duì)國(guó)家各工業(yè)部門(mén)的裝備自動(dòng)化和制造業(yè)自動(dòng)化的實(shí)現(xiàn)有直接影響,其發(fā)展水平是衡量一個(gè)國(guó)家綜合國(guó)力的重要指標(biāo)之一。超硬刀具磨床是機(jī)床的一種。磨床在進(jìn)行磨削加工時(shí),主軸系統(tǒng)的靜動(dòng)態(tài)性能對(duì)機(jī)床的加工精度有很大影響。因此磨床主軸系統(tǒng)的靜動(dòng)態(tài)性能分析在機(jī)床的設(shè)計(jì)中占據(jù)著重要地位。懫用有限元法對(duì)主軸系統(tǒng)的靜動(dòng)態(tài)特性進(jìn)行分析,探究高速磨削過(guò)程中的應(yīng)變和受迫振動(dòng)問(wèn)題;進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì),提高主軸設(shè)計(jì)的水平,縮短設(shè)計(jì)時(shí)間,降低設(shè)計(jì)成本,對(duì)提高磨床整機(jī)性能具有重要現(xiàn)實(shí)意義。本文針對(duì)京誠(chéng)機(jī)床公司某型號(hào)磨床,利用有限元分析ANSYS軟件,以改善主軸靜動(dòng)態(tài)特性、提高磨床加工性能為研究目的,進(jìn)行了主軸系統(tǒng)的性能分析和優(yōu)化設(shè)計(jì),具體包括:1.根據(jù)磨床主軸系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和實(shí)際工況,采用Solid Works軟件建立主軸系統(tǒng)實(shí)體模型。將實(shí)體模型導(dǎo)入ANSYS軟件,確定主軸的載荷和約束條件,選定單元類(lèi)型,進(jìn)行網(wǎng)格劃分,建立了精確的磨床主軸系統(tǒng)有限元分析模型。2.選取磨床主軸的兩種工況,采用有限元法對(duì)主軸系統(tǒng)進(jìn)行靜力學(xué)分析、模態(tài)分析和諧響應(yīng)分析,得到了主軸出現(xiàn)最大變形的位置及其靜剛度、固有頻率和諧響應(yīng)峰值。對(duì)比不同工況下主軸系統(tǒng)的性能,進(jìn)而發(fā)現(xiàn)其設(shè)計(jì)薄弱環(huán)節(jié)。3.利用ANSYS的APDL參數(shù)化語(yǔ)言,建立主軸系統(tǒng)的參數(shù)化有限元模型。選用ANSYS自帶的優(yōu)化工具完成主軸系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì),使得主軸結(jié)構(gòu)變輕,剛度提高,并獲得更優(yōu)的靜動(dòng)態(tài)性能。課題研究成果為機(jī)床主軸系統(tǒng)的靜、動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)提供了依據(jù),縮短了設(shè)計(jì)周期,提高了設(shè)計(jì)效率。
[Abstract]:The machine tool industry of equipment automation and automation of manufacturing countries of various industrial sectors to achieve a direct impact, its development level is an important indicator to measure a country's comprehensive national strength. The super hard tool grinder is a machine tool grinder. In the grinding process, has great influence on machining accuracy of static and dynamic performance of the spindle system of the static and dynamic performance of machine tool. So the main spindle system of the grinder analysis plays an important role in the design of machine tool. Zhi analysis using the finite element method of static and dynamic characteristics of the spindle system, explore the strain in high speed grinding process and the problems of forced vibration; optimize the design, improve the level of the main axle design, shorten the design time. To reduce the design cost, has important practical significance to improving the performance of grinding machine. In this paper a type of machine tool company Beijing grinder, using finite element analysis software ANSYS, in order to improve the main Axis of the static and dynamic characteristics, improve the processing performance of grinding machine for the purpose of the study, the performance analysis and optimization design of spindle system, including: 1. according to the structure of the main spindle system of the grinder and the actual working conditions, using Solid Works software to establish the solid model of spindle system. The solid model is imported into ANSYS software, the loads and constraints of the spindle, selected the element type, mesh, two conditions of establishing a high precision grinder spindle system finite element analysis model of the selected.2. spindle, the static analysis of the spindle system by using the finite element method, modal analysis and harmonic response analysis, the maximum deformation of the spindle position and static stiffness, natural frequency and harmonic response peak performance. Comparison of different conditions of the spindle system, and find out the weakness of the design using.3. APDL parameter language ANSYS, the parametric model of spindle system The finite element model. The optimization tools in ANSYS to complete the optimization design of spindle system, the spindle structure becomes lighter, the stiffness is increased, and the static and dynamic performance better. The research results for the machine tool spindle system is static, provides the basis for the dynamic design, shorten the design cycle, improve the design efficiency.

【學(xué)位授予單位】：上海師范大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：TG580.2

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：1399626