本文關(guān)鍵詞：大型空腔零件內(nèi)端面精密數(shù)控銑床的設(shè)計及研究

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【摘要】：本文研究的大型空腔零件是某款兩棲車輛的車身,它是一個大型的長方體空腔零件,主要是由六塊鋁合金板材焊接而成,焊接后車身必然產(chǎn)生設(shè)計不需要的變形。大型空間零件的內(nèi)部某關(guān)鍵平面位置處與其他零部件裝配,需要精度較高的平面,所以焊接之后必須再次對該平面進(jìn)行切削加工。而現(xiàn)有的加工中心無法進(jìn)入到狹窄的車身內(nèi)部進(jìn)行加工。本文就根據(jù)該工件加工需要研制出一種專用機床,整個加工過程自動控制進(jìn)行而且成本非常合理,具有相當(dāng)高的市場優(yōu)勢。首先介紹了待加工工件結(jié)構(gòu)形狀,分析了該工件加工的難點,確定了該工序的加工內(nèi)容,并選出合理的銑削參數(shù)。然后進(jìn)行機床的總體方案設(shè)計,設(shè)計了三種機床原理方案并對比分析了三種方案的優(yōu)缺點來確定最終的機床總體方案。其中機床運動包含一個主切削運動和三個方向的進(jìn)給運動以及專用夾具的升降讓刀運動。還介紹了機床的布局、傳動形式、支撐形式和控制系統(tǒng)。對專用機床傳動系統(tǒng)、夾具系統(tǒng)和動力系統(tǒng)三個方面進(jìn)行了的研究。其中傳動系統(tǒng)研究包括主傳動系統(tǒng)設(shè)計、進(jìn)給傳統(tǒng)設(shè)計和進(jìn)給系統(tǒng)設(shè)計計算。夾具系統(tǒng)研究包括方案設(shè)計以及定位誤差的計算。動力系統(tǒng)設(shè)計中選用了交流伺服電機,計算出機床所需的功率從而確定電機的型號。根據(jù)多軸數(shù)控機床的實際結(jié)構(gòu),使用低序體陣列來描述機床各部件的相互關(guān)系,使用齊次特征矩陣來計算刀具體在工件子坐標(biāo)系中的姿態(tài)以及刀具成形點在工件子坐標(biāo)系中的位置坐標(biāo),推導(dǎo)出了包含各項誤差項的空間點運動的位置誤差和空間構(gòu)件運動的姿態(tài)誤差,實現(xiàn)了客觀與實際相一致的空間誤差建模,給出一些誤差模擬值預(yù)測出機床的加工精度。介紹了SolidWorks軟件的特點以及它的三大建模模塊,和它的高級配合。然后利用SolidWorks軟件進(jìn)行了機床零所有零部件的建模、裝配,然后進(jìn)行了運動仿真,還進(jìn)對機床進(jìn)行了碰撞和動態(tài)干涉檢查,最后得到了仿真結(jié)果圖解并分析并評價了機床的設(shè)計合理性,這些手段都極大程度的優(yōu)化了機床,提高了設(shè)計的質(zhì)量,同時也避免了在實際制造裝機時出現(xiàn)的諸多問題。最后對機床加工精度決定性的部件主軸進(jìn)行了動靜態(tài)特性研究,首先本文介紹了應(yīng)力分析理論,其次介紹了SolidWorks Simulation概論,然后對主軸進(jìn)行了合理的簡化并建立了主軸的有限元模型,然后對主軸進(jìn)行了靜態(tài)應(yīng)力分析和模態(tài)分析,保存并輸出了相應(yīng)的結(jié)果,評價并優(yōu)化了機床的結(jié)構(gòu)和參數(shù)。
【關(guān)鍵詞】：銑床設(shè)計 精度分析 三維建模 運動仿真
【學(xué)位授予單位】：重慶理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TG547
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-11
• 第一章 緒論11-17
• 1.1 引言11
• 1.2 專用機床發(fā)展概況11-13
• 1.2.1 專機在國內(nèi)發(fā)展概況11-12
• 1.2.2 專用機床在國外的發(fā)展及應(yīng)用12-13
• 1.3 專用機床制造特點13-14
• 1.4 課題的來源和研究意義14-15
• 1.4.1 課題的來源14
• 1.4.2 本課題的研究意義14-15
• 1.5 本文研究的主要內(nèi)容15-17
• 第二章 專用精密數(shù)控銑床方案設(shè)計17-27
• 2.1 橢圓平面加工工序分析17-19
• 2.1.1 待加工工件分析17-18
• 2.1.2 工件加工難點分析18
• 2.1.3 工序過程18-19
• 2.1.4 工序加工內(nèi)容19
• 2.1.5 銑削參數(shù)的確定19
• 2.2 機床的總體方案19-25
• 2.2.1 機床的運動分配19-20
• 2.2.2 專用機床原理方案設(shè)計20-22
• 2.2.3 機床的布局22-24
• 2.2.4 機床的傳動形式24
• 2.2.5 機床的支撐形式24-25
• 2.2.6 機床的控制系統(tǒng)25
• 2.3 本章小結(jié)25-27
• 第三章 機床關(guān)鍵技術(shù)的研究27-43
• 3.1 傳動系統(tǒng)設(shè)計27-35
• 3.1.1 專用機床運動概述27
• 3.1.2 主傳動系統(tǒng)設(shè)計27-29
• 3.1.3 進(jìn)給傳動系統(tǒng)設(shè)計29-30
• 3.1.4 進(jìn)給系統(tǒng)的機械設(shè)計30-31
• 3.1.5 進(jìn)給系統(tǒng)中設(shè)計計算31-35
• 3.2 夾具系統(tǒng)設(shè)計35-40
• 3.2.1 夾具設(shè)計的概述35-38
• 3.2.2 夾具方案設(shè)計38-40
• 3.3 動力系統(tǒng)的設(shè)計40-41
• 3.3.1 電動機類型的選擇40
• 3.3.2 電機功率的確定40-41
• 3.4 本章小結(jié)41-43
• 第四章 機床精度計算43-61
• 4.1 精度建模理論43-50
• 4.1.1 精密機床的內(nèi)涵43
• 4.1.2 精度建模理論43-50
• 4.2 銑床整機精度模型50-58
• 4.2.1 拓補結(jié)構(gòu)、低序體陣列及自由度表51-52
• 4.2.2 特征矩陣52-56
• 4.2.3 理想成形函數(shù)與運動約束方程56
• 4.2.4 實際成形函數(shù)與運動約束方程56-57
• 4.2.5 空間誤差模型57-58
• 4.3 數(shù)控機床虛擬加工精度預(yù)測58-60
• 4.4 本章小結(jié)60-61
• 第五章 專用精密銑床SolidWorks建模及運動仿真61-71
• 5.1 SolidWorks簡介61-62
• 5.1.1 零件建模應(yīng)用模塊62
• 5.1.2 裝配建模應(yīng)用模塊62
• 5.1.3 運動仿真模塊62
• 5.2 機床零件的建模62-63
• 5.3 機床的虛擬裝配63-64
• 5.4 動態(tài)仿真與分析64-69
• 5.4.1 虛擬樣機技術(shù)概述64
• 5.4.2 SolidWorks配合64-65
• 5.4.3 機床仿真的方法65
• 5.4.4 創(chuàng)建仿真模塊65-66
• 5.4.5 添加約束及定義驅(qū)動66-67
• 5.4.6 動力學(xué)仿真67-68
• 5.4.7 結(jié)果和圖解68-69
• 5.4.8 仿真結(jié)果分析69
• 5.5 碰撞和干涉檢查69-70
• 5.6 結(jié)果輸出70
• 5.7 本章小結(jié)70-71
• 第六章 主軸動靜態(tài)特性研究71-81
• 6.1 應(yīng)力分析概論71-72
• 6.1.1 應(yīng)力分析71
• 6.1.2 有限元分析法71-72
• 6.2 SolidWorks Simulation概論72
• 6.3 主軸系統(tǒng)分析模型72-73
• 6.4 軸承的剛度計算73-74
• 6.5 切削力估算74-75
• 6.6 主軸靜態(tài)特性及分析75-77
• 6.6.1 創(chuàng)建分析算例75-76
• 6.6.2 材料76
• 6.6.3 約束76
• 6.6.4 載荷76
• 6.6.5 運行并得到結(jié)果圖表76-77
• 6.6.6 靜力分析結(jié)論77
• 6.7 主軸頻率分析77-79
• 6.7.1 機床結(jié)構(gòu)的固有頻率77-78
• 6.7.2 創(chuàng)建頻率算例78
• 6.7.3 載荷78
• 6.7.4 約束78
• 6.7.5 運行頻率分析78-79
• 6.8 臨界轉(zhuǎn)速的計算79-80
• 6.9 本章小結(jié)80-81
• 第七章 結(jié)論與展望81-83
• 7.1 主要結(jié)論81-82
• 7.2 后續(xù)研究工作及展望82-83
• 致謝83-85
• 參考文獻(xiàn)85-89
• 個人簡歷、在學(xué)期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文及取得的研究成果89

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 王麗萍;;交流電機調(diào)速方法[J];機械管理開發(fā);2009年04期

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 席霞;2MW風(fēng)電機輪轂加工專用數(shù)控鏜銑床的設(shè)計與研究[D];蘭州理工大學(xué);2009年

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本文編號：713932