發(fā)布時間：2017-08-27 06:08

  本文關(guān)鍵詞：新CAK3665數(shù)控機床數(shù)字化設(shè)計研究

  更多相關(guān)文章： 有限元分析 數(shù)控車床 數(shù)字化設(shè)計 ANSYS 模態(tài) 靜力學(xué)仿真

【摘要】：新CAK3665是在CAK3665機床基礎(chǔ)上進行改進升級而來。本文通過模塊化設(shè)計,將整機分為幾大部分：床身部件,主軸部件,床鞍部件,兩軸部件,卡盤部件等。通過產(chǎn)品分析及市場調(diào)研,重新確定產(chǎn)品性能參數(shù)及結(jié)構(gòu)形式,構(gòu)建零件的三維模型,然后將部件模型進行虛擬裝配,進而完成整個機床的虛擬裝配模型；當(dāng)模型建好后,對模型的靜態(tài)和動態(tài)進行仿真模擬,通過仿真結(jié)果修改模型中存在干涉的零部件,得到存在盡可能少問題的三維模型。在研究機床動態(tài)性能時通常是使用模態(tài)分析技術(shù)進行分析：首先將機床按照滑板、床鞍、床身等主要部件進行劃分,然后對劃分好的若干個子結(jié)構(gòu)建立微分方程組,經(jīng)過解方程組得到各個部件的動態(tài)響應(yīng)關(guān)系。利用得到的各子結(jié)構(gòu)間的位移和力的平衡條件可綜合各子結(jié)構(gòu)的特性,獲得整體結(jié)構(gòu)的特性。本文介紹了使用有限元分析軟件ANSYS對床身模型進行了模態(tài)分析和靜態(tài)受力變形過程的研究。首先要將進行研究的模型在Pro/Engineer中進行一定的修改,再把模型導(dǎo)入到ANSYS軟件中。通過研究了解,如果子結(jié)構(gòu)中存在動態(tài)特性比較差的部件會影響機床整機的動態(tài)性能；此外,影響機床整體計算精確度和結(jié)構(gòu)特性分析的因素還包括連接部件的設(shè)計參數(shù)和剛度。通過對新CAK3665機床數(shù)字化虛擬設(shè)計仿真技術(shù)研究,得到研究結(jié)果表明：(1)三維虛擬設(shè)計與二維設(shè)計相比有很大的優(yōu)越性。為了避免在設(shè)計過程中出現(xiàn)問題,就需要利用計算機仿真技術(shù),對要生產(chǎn)制造的機床產(chǎn)品進行數(shù)字化建模,并在虛擬環(huán)境進行裝配并檢驗是否干涉,評估設(shè)計的合理性。虛擬設(shè)計在當(dāng)今工程應(yīng)用中能有效降低設(shè)計及制造的成本并大幅度的縮短研發(fā)周期。(2)通過對機床大件的動力學(xué)分析,并應(yīng)用機床動力學(xué)原理,獲得部件的動態(tài)性能參數(shù),根據(jù)機床動態(tài)優(yōu)化設(shè)計方法對機床床身進行優(yōu)化,提高其動態(tài)性能。(3)論文中所使用的三維虛擬仿真設(shè)計理論和分析方法不僅在機床行業(yè)內(nèi)得到廣泛應(yīng)用也同樣適用其他領(lǐng)域的工程設(shè)計,所以本文的設(shè)計理論和分析方法及研究結(jié)果在工程領(lǐng)域具有廣泛應(yīng)用意義。
【關(guān)鍵詞】：有限元分析 數(shù)控車床 數(shù)字化設(shè)計 ANSYS 模態(tài) 靜力學(xué)仿真
【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TG659
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 緒論9-18
• 1.1 課題研究意義9
• 1.2 數(shù)字化設(shè)計與制造發(fā)展現(xiàn)狀9-14
• 1.2.1 數(shù)字化設(shè)計與制造的發(fā)展9-12
• 1.2.2 數(shù)字化設(shè)計中的計算機輔助4C系統(tǒng)12-13
• 1.2.3 數(shù)字原型—虛擬現(xiàn)實13
• 1.2.4 數(shù)字化設(shè)計與制造技術(shù)發(fā)展趨勢13-14
• 1.3 數(shù)控機床的發(fā)展現(xiàn)狀14-16
• 1.4 本論文研究內(nèi)容16-18
• 2 新CAK3665機床數(shù)字化建模設(shè)計18-40
• 2.1 Pro/Engineer簡介18-22
• 2.1.1 Pro/Engineer發(fā)展簡介18-19
• 2.1.2 Pro/Engineer的特點19
• 2.1.3 Pro/Engineer的模塊劃分19-20
• 2.1.4 Pro/Engineer的功能簡介20
• 2.1.5 Pro/Engineer軟件界面及圖像20-22
• 2.2 機構(gòu)的建模設(shè)計22-40
• 2.2.1 新CAK3665機床概述22-24
• 2.2.2 機構(gòu)數(shù)字化建�；纠碚�24-28
• 2.2.3 CAK3665數(shù)控機床機構(gòu)數(shù)字化建模分析28-32
• 2.2.4 機構(gòu)的虛擬裝配仿真32-40
• 3 機床主要部件的靜力學(xué)仿真分析40-56
• 3.1 仿真分析發(fā)展背景40-41
• 3.2 ANSYS有限元分析軟件介紹41-42
• 3.3 實體模型的簡化42-43
• 3.4 床身的靜力學(xué)分析43-56
• 3.4.1 最大切削力的計算43
• 3.4.2 床身大件的有限元建模43-46
• 3.4.3 兩種結(jié)構(gòu)床身的分析對比結(jié)果46-51
• 3.4.4 主要設(shè)計參數(shù)對床身結(jié)構(gòu)的影響51-56
• 4 動力學(xué)分析在機床設(shè)計中的應(yīng)用56-70
• 4.1 機床動態(tài)性能研究內(nèi)容56-57
• 4.2 機床有限元模態(tài)分析技術(shù)57-63
• 4.2.1 固有頻率和主振型57-61
• 4.2.2 主振型正交性61-63
• 4.3 床身的模態(tài)分析63-66
• 4.4 諧響應(yīng)分析66-70
• 4.4.1 諧響應(yīng)分析的理論依據(jù)66-69
• 4.4.2 小結(jié)69-70
• 結(jié)論70-71
• 參考文獻(xiàn)71-74
• 致謝74-75

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 劉青;;數(shù)控機床的技術(shù)特點及發(fā)展趨勢研究[J];湖北函授大學(xué)學(xué)報;2014年06期

2 SCHMITZ Tony;;Receptance Coupling for Tool Point Dynamics Prediction on Machine Tools[J];Chinese Journal of Mechanical Engineering;2011年03期

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本文編號：744732