本文關(guān)鍵詞：基于結(jié)合面的數(shù)控機(jī)床靜動(dòng)熱態(tài)特性研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：對(duì)于精密數(shù)控加工中心而言,其靜動(dòng)熱態(tài)特性對(duì)機(jī)床整機(jī)的加工精度影響很大。目前,針對(duì)于數(shù)控機(jī)床的研究多集中在整體性研究,而較少的考慮機(jī)床上各機(jī)械結(jié)合面對(duì)整機(jī)精度等性能的影響。本文圍繞數(shù)控機(jī)床的結(jié)合面接觸動(dòng)力學(xué)問(wèn)題,以BV系列精密機(jī)床產(chǎn)品為研究對(duì)象,研究探索其結(jié)合面的靜、動(dòng)熱態(tài)接觸性能建模與數(shù)字仿真的科學(xué)技術(shù)問(wèn)題及一般方法,建立數(shù)控機(jī)床接觸表面靜動(dòng)熱態(tài)性能模型,為數(shù)控機(jī)床的性能設(shè)計(jì)及數(shù)字仿真提供方法。數(shù)控機(jī)床結(jié)合面和整機(jī)的靜動(dòng)態(tài)研究將大大提高數(shù)控機(jī)床整機(jī)性能和開(kāi)發(fā)效率,促進(jìn)我國(guó)機(jī)床整體水平邁上新臺(tái)階。 本文闡述了國(guó)內(nèi)外對(duì)于機(jī)床動(dòng)靜熱態(tài)性能的發(fā)展概況,對(duì)機(jī)床的動(dòng)靜熱態(tài)特性進(jìn)行了研究。本文主要進(jìn)行了以下幾個(gè)方面的研究： 首先通過(guò)理論分析了BV系列精密加工中心關(guān)鍵結(jié)合面類型及靜動(dòng)熱態(tài)特性影響因素,并對(duì)影響機(jī)床結(jié)合面特性的動(dòng)靜熱態(tài)參數(shù)進(jìn)行分析。然后根據(jù)多體動(dòng)力學(xué)、機(jī)構(gòu)學(xué)理論建立結(jié)合面動(dòng)靜熱態(tài)特性理論模型；并利用仿真技術(shù)和實(shí)驗(yàn)對(duì)模型進(jìn)行修正和驗(yàn)證。通過(guò)實(shí)驗(yàn)方法對(duì)相關(guān)參數(shù)進(jìn)行測(cè)量,為整機(jī)動(dòng)靜熱態(tài)實(shí)驗(yàn)奠定基礎(chǔ)。同時(shí)建立加工中心整機(jī)的有限元模型,進(jìn)行數(shù)值模擬分析。分析出影響因素對(duì)結(jié)合面動(dòng)靜熱特性的影響規(guī)律；同時(shí)根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)影響結(jié)合面的參數(shù)進(jìn)行逐一測(cè)定。根據(jù)以上理論、仿真和實(shí)驗(yàn)所得數(shù)據(jù)和結(jié)論,將結(jié)合面的各種特征和參數(shù)綜合到整機(jī)動(dòng)力學(xué)模型中,分析結(jié)合面的特性對(duì)整機(jī)特性以及整機(jī)精度的影響。最后通過(guò)對(duì)機(jī)床整機(jī)模型的聯(lián)合仿真和整機(jī)實(shí)驗(yàn)對(duì)分析結(jié)果進(jìn)行進(jìn)一步修正和驗(yàn)證。 具體過(guò)程為運(yùn)用三維建模軟件Pro/E和有限元分析軟件Ansys建立了機(jī)床整機(jī)的有限元模型,并對(duì)其進(jìn)行動(dòng)靜熱態(tài)性能研究,并在此基礎(chǔ)上,考慮結(jié)合面的影響,對(duì)機(jī)床整機(jī)進(jìn)行了靜應(yīng)力分析、模態(tài)分析和熱態(tài)分析,并通過(guò)實(shí)驗(yàn)手段分別對(duì)機(jī)床整機(jī)的動(dòng)靜熱態(tài)特性進(jìn)行實(shí)驗(yàn),驗(yàn)證理論分析及有限元分析的合理性,分析了機(jī)床的主要薄弱環(huán)節(jié)并提出結(jié)構(gòu)改進(jìn)意見(jiàn)。研究了機(jī)床整機(jī)在穩(wěn)態(tài)情況下溫度場(chǎng)的分布及關(guān)鍵部位的熱變形情況。 對(duì)于機(jī)床動(dòng)態(tài)性能主要采用單點(diǎn)激勵(lì)多點(diǎn)響應(yīng)模態(tài)實(shí)驗(yàn)分析方法來(lái)獲取完整模態(tài)參數(shù),引入相干性函數(shù)分析測(cè)試信號(hào)的可靠性。最后通過(guò)模態(tài)實(shí)驗(yàn)結(jié)果和有限元計(jì)算結(jié)果對(duì)比分析,準(zhǔn)確識(shí)別出加工中心關(guān)鍵振型的模態(tài)參數(shù),為加工中心的動(dòng)態(tài)優(yōu)化設(shè)計(jì)提供可靠的基礎(chǔ)。靜態(tài)性能主要是研究數(shù)控加工中心主軸在靜態(tài)力的作用下的變形情況,進(jìn)而得到主軸系統(tǒng)的靜態(tài)剛度,通過(guò)有限元方法的分析和實(shí)驗(yàn)方法的驗(yàn)證,獲得機(jī)床剛度的薄弱環(huán)節(jié)并對(duì)機(jī)床結(jié)構(gòu)的改善提供意見(jiàn)。熱態(tài)性能主要是在機(jī)床熱分析過(guò)程中考慮結(jié)合面間接觸熱阻的存在,得出在此情況下機(jī)床的熱變形并在機(jī)床主軸空運(yùn)轉(zhuǎn)情況下測(cè)量關(guān)鍵點(diǎn)的熱變形。
【關(guān)鍵詞】：結(jié)合面特性 接觸理論 靜力分析 模態(tài)分析 熱態(tài)分析 高速加工中心 有限元分析
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2011
【分類號(hào)】：TG659
【目錄】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-11
• 第1章 緒論11-20
• 1.1 課題的提出及背景11-13
• 1.2 課題研究的意義13
• 1.3 課題的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀13-15
• 1.4 論文課題來(lái)源與研究?jī)?nèi)容15-20
• 1.4.1 課題來(lái)源15
• 1.4.2 課題的主要研究?jī)?nèi)容15-16
• 1.4.3 課題的研究對(duì)象16-17
• 1.4.4 課題技術(shù)路線17-20
• 第2章 結(jié)合面建模及特性研究20-39
• 2.1 結(jié)合面的性質(zhì)分類及影響因素20-23
• 2.1.1 固定結(jié)合面20-21
• 2.1.2 移動(dòng)結(jié)合面21
• 2.1.3 半固定結(jié)合面21-22
• 2.1.4 結(jié)合面影響因素22-23
• 2.2 結(jié)合面的等效動(dòng)力學(xué)模型23-26
• 2.3 結(jié)合面等效動(dòng)力學(xué)參數(shù)識(shí)別方法26-28
• 2.3.1 實(shí)驗(yàn)參數(shù)識(shí)別方法26
• 2.3.2 理論建模與動(dòng)態(tài)實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的系統(tǒng)辨識(shí)法26-28
• 2.4 結(jié)合面熱態(tài)理論及分析28-33
• 2.4.1 熱傳遞方式29-30
• 2.4.2 接觸熱阻及算例30-33
• 2.5 有限元在熱態(tài)分析中的應(yīng)用33-38
• 2.6 本章小結(jié)38-39
• 第3章 數(shù)控機(jī)床整機(jī)建模39-48
• 3.1 機(jī)床整機(jī)建模39-43
• 3.1.1 機(jī)床床身建模40
• 3.1.2 機(jī)床立柱建模40-41
• 3.1.3 機(jī)床滑板建模41-42
• 3.1.4 機(jī)床工作臺(tái)建模42
• 3.1.5 機(jī)床主軸箱建模42
• 3.1.6 整機(jī)三維模型42-43
• 3.2 整機(jī)模型簡(jiǎn)化43-45
• 3.3 模態(tài)綜合法在整機(jī)動(dòng)態(tài)特性的技術(shù)45-47
• 3.4 本章小結(jié)47-48
• 第4章 數(shù)控機(jī)床整機(jī)仿真分析48-63
• 4.1 整機(jī)模態(tài)分析48-53
• 4.2 整機(jī)靜態(tài)分析53-55
• 4.2.1 靜態(tài)有限元分析53-54
• 4.2.2 結(jié)果討論54-55
• 4.3 整機(jī)熱態(tài)分析55-62
• 4.3.1 傳熱分析55-58
• 4.3.2 有限元模型的建立58-59
• 4.3.3 熱載荷及有限元分析59-62
• 4.4 本章小結(jié)62-63
• 第5章 機(jī)床整機(jī)動(dòng)靜熱態(tài)實(shí)驗(yàn)研究63-76
• 5.1 BV系列立式加工中心特性分析63-64
• 5.2 整機(jī)靜態(tài)實(shí)驗(yàn)64-70
• 5.2.1 實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備65-66
• 5.2.2 實(shí)驗(yàn)步驟66-67
• 5.2.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及數(shù)據(jù)處理67-70
• 5.3 整機(jī)動(dòng)態(tài)實(shí)驗(yàn)70-74
• 5.3.1 實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備70-71
• 5.3.2 實(shí)驗(yàn)方案及過(guò)程71-73
• 5.3.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析73-74
• 5.4 整機(jī)熱態(tài)實(shí)驗(yàn)概述74-75
• 5.5 本章小結(jié)75-76
• 第6章 結(jié)論76-78
• 6.1 論文主要工作76
• 6.2 論文結(jié)論76-78
• 參考文獻(xiàn)78-81
• 攻讀碩士學(xué)位期間的科研成果81-82
• 致謝82

【引證文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前1條

1 唐林虎;竇琪東;高成秀;常文春;張軍平;;基于ANSYS環(huán)境切削刃溫度的有限元建模與多步反向仿真[J];蘭州工業(yè)學(xué)院學(xué)報(bào);2013年01期

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前6條

1 翁德凱;基于結(jié)合面的AV1200-2立式銑床整機(jī)動(dòng)態(tài)特性研究[D];南京理工大學(xué);2012年

2 陳曦;精密數(shù)控機(jī)床典型結(jié)合面及整機(jī)靜動(dòng)特性研究[D];吉林大學(xué);2012年

3 柴少峰;CK5116數(shù)控立式車(chē)床立柱—底座結(jié)合面力學(xué)特性研究[D];蘭州理工大學(xué);2012年

4 張巍;樹(shù)脂基復(fù)合材料數(shù)控車(chē)床床身研究與分析[D];重慶大學(xué);2012年

5 徐青山;大型數(shù)控落地鏜銑加工中心動(dòng)態(tài)特性分析及主軸箱優(yōu)化[D];蘇州大學(xué);2013年

6 鮑曉斌;TK6920數(shù)控銑鏜床高速主軸結(jié)構(gòu)分析與性能研究[D];湖北工業(yè)大學(xué);2013年

  本文關(guān)鍵詞：基于結(jié)合面的數(shù)控機(jī)床靜動(dòng)熱態(tài)特性研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：386057