本文關(guān)鍵詞：復(fù)雜箱體精密復(fù)合鏜銑加工中心結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中若干問題研究

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【摘要】：精密復(fù)合式鏜銑加工中心作為機(jī)械制造生產(chǎn)中的大型基礎(chǔ)設(shè)備,其在航空、航天、船舶、汽車、發(fā)電裝置、軍工等領(lǐng)域的產(chǎn)品制造中占據(jù)著重要地位,機(jī)床的加工精度和加工效率將直接影響到終端產(chǎn)品的質(zhì)量和成本。本文在綜合分析國內(nèi)外鏜銑床的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和先進(jìn)技術(shù)的基礎(chǔ)上,通過組合創(chuàng)新與工藝原理性創(chuàng)新相結(jié)合,研發(fā)出擁有自主知識產(chǎn)權(quán)、國內(nèi)外領(lǐng)先的精密復(fù)合式鏜銑加工中心,研究并解決了在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的幾個關(guān)鍵問題,具體的解決方法及結(jié)果如下:1.針對數(shù)控機(jī)床總體結(jié)構(gòu)的布局型式,通過分析和歸納各類機(jī)床的運(yùn)動及運(yùn)動分配形式的特點(diǎn),在對箱體類零件的結(jié)構(gòu)特征進(jìn)行深入分析的基礎(chǔ)上,針對加工復(fù)雜箱體零件的設(shè)備進(jìn)行了需求分析。在綜合機(jī)床運(yùn)動部件的輕質(zhì)量、高剛度要求的基礎(chǔ)上,提出了將龍門結(jié)構(gòu)和臥式結(jié)構(gòu)相結(jié)合,采用電主軸與機(jī)械主軸相結(jié)合的雙主軸、單龍門立臥布局的復(fù)合化結(jié)構(gòu)。2.針對主要功能部件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),通過分析國內(nèi)外鏜銑機(jī)床先進(jìn)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上,提出復(fù)合鏜銑加工中心主要功能部件的具體結(jié)構(gòu)形式,其中包含的關(guān)鍵技術(shù)有:重心驅(qū)動技術(shù)在鏜削系統(tǒng)中的應(yīng)用、高性能進(jìn)給裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、精密回轉(zhuǎn)工作臺的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),并重點(diǎn)研究了重心驅(qū)動中雙絲杠的跨距對系統(tǒng)振動的影響。3.針對鏜削主軸滑枕的撓曲變形引起的誤差問題,提出了一種新型的“液壓—拉桿”變形補(bǔ)償法。利用有限元分析得到了滑枕撓曲變形的分布規(guī)律,基于材料力學(xué)相關(guān)理論計(jì)算得出了拉桿補(bǔ)償力的初算值,同時結(jié)合有限元仿真與最小二乘法擬合得到拉桿補(bǔ)償力與滑枕行程的關(guān)系曲線,通過分析得出了“液壓—拉桿”補(bǔ)償法能夠?qū)⒒淼淖畲髶锨冃握`差控制在10μm之內(nèi)。4.針對復(fù)合式鏜銑加工中心的床身部件進(jìn)行了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和優(yōu)化分析。在建立了三種不同筋板布置型式的床身結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上,通過有限元分析比較了床身筋板布置型式以及筋板厚度變化對床身靜動態(tài)特性的影響,基于床身綜合性能的層次分析法與筋板厚度的靈敏度分析,優(yōu)化了床身的筋板布置和筋板的幾何尺寸參數(shù)。
【關(guān)鍵詞】：復(fù)合式鏜銑加工中心 總體布局 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)分析 主軸滑枕 誤差補(bǔ)償
【學(xué)位授予單位】：沈陽理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TG659
【目錄】：

• 摘要6-7
• Abstract7-12
• 第1章 緒論12-23
• 1.1 課題的來源與研究背景12-13
• 1.1.1 課題的來源12
• 1.1.2 課題的研究背景12-13
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀13-20
• 1.2.1 加工中心整體布局與主要功能部件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)綜述16-17
• 1.2.2 加工中心主軸滑枕撓度誤差補(bǔ)償綜述17-18
• 1.2.3 加工中心大型床身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及優(yōu)化分析綜述18-20
• 1.3 課題的研究目的意義及主要內(nèi)容20-22
• 1.3.1 課題的研究目的20
• 1.3.2 課題的研究意義20-21
• 1.3.3 研究的主要內(nèi)容21-22
• 1.4 本章小結(jié)22-23
• 第2章 復(fù)雜箱體精密復(fù)合鏜銑加工中心總體布局設(shè)計(jì)23-33
• 2.1 精密復(fù)合式鏜銑加工中心結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和技術(shù)要求23-25
• 2.1.1 精密復(fù)合式鏜銑加工中心結(jié)構(gòu)特點(diǎn)23-24
• 2.1.2 精密復(fù)合式鏜銑加工中心技術(shù)要求24-25
• 2.2 臥式加工中心常見幾種布局結(jié)構(gòu)形式25-27
• 2.2.1 立柱移動、工作臺固定的臥式加工中心25-26
• 2.2.2 立柱移動、工作臺移動的臥式加工中心26
• 2.2.3 立柱固定、工作臺移動的臥式加工中心26-27
• 2.3 立式加工中心常見幾種布局結(jié)構(gòu)形式27-29
• 2.3.1 龍門移動的立式加工中心27-28
• 2.3.2 固定橋式的立式加工中心28-29
• 2.4 復(fù)雜箱體零件的加工要求及加工方法29-30
• 2.4.1 復(fù)雜箱體零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)29-30
• 2.4.2 復(fù)雜箱體零件的加工工藝方法30
• 2.5 復(fù)雜箱體精密復(fù)合鏜銑加工中心總體布局的設(shè)計(jì)方案30-32
• 2.5.1 復(fù)合化加工中心總體布局結(jié)構(gòu)30-31
• 2.5.2 復(fù)合化結(jié)構(gòu)中的橫梁與立柱解耦31-32
• 2.6 本章小結(jié)32-33
• 第3章 精密復(fù)合鏜銑加工中心主要功能部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與分析計(jì)算33-47
• 3.1 基于重心驅(qū)動原理的鏜削系統(tǒng)雙驅(qū)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)與分析33-40
• 3.1.1 重心驅(qū)動與非重心驅(qū)動的對比34-38
• 3.1.2 重心驅(qū)動中雙絲杠跨距的確定38-40
• 3.2 高速進(jìn)給系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和計(jì)算40-43
• 3.2.1 滾珠絲杠和直線導(dǎo)軌配合的進(jìn)給系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)40-41
• 3.2.2 進(jìn)給系統(tǒng)的電機(jī)選擇和計(jì)算41-43
• 3.3 高精度回轉(zhuǎn)工作臺的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與分析43-46
• 3.3.1 高精度回轉(zhuǎn)工作臺的主要結(jié)構(gòu)形式43-45
• 3.3.2 高精度等分度回轉(zhuǎn)工作臺的結(jié)構(gòu)分析45-46
• 3.4 本章小結(jié)46-47
• 第4章 鏜削主軸滑枕變形計(jì)算及有限元分析47-62
• 4.1 滑枕的工作狀態(tài)分析48-55
• 4.1.1 滑枕工作時的受力分析48-49
• 4.1.2 滑枕工作時鏜削力的確定49-50
• 4.1.3 滑枕工作時理論變形計(jì)算50-55
• 4.2 滑枕變形的有限元分析55-60
• 4.2.1 滑枕有限元模型建立55-57
• 4.2.2 模型的單元設(shè)置與網(wǎng)格劃分57
• 4.2.3 滑枕工作時基于有限元變形分析57-59
• 4.2.4 主軸滑枕的模態(tài)分析59-60
• 4.3 本章小結(jié)60-62
• 第5章 鏜削主軸滑枕變形誤差補(bǔ)償機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)62-72
• 5.1 補(bǔ)償原理分析62-67
• 5.1.1 補(bǔ)償方案分析62-65
• 5.1.2 補(bǔ)償設(shè)計(jì)分析65-66
• 5.1.3 補(bǔ)償?shù)睦Υ_定66-67
• 5.2 補(bǔ)償裝置設(shè)計(jì)67-68
• 5.3 補(bǔ)償效果的有限元分析68-70
• 5.3.1 補(bǔ)償后的撓曲變形68-69
• 5.3.2 拉桿補(bǔ)償力擬合曲線69-70
• 5.4 本章小結(jié)70-72
• 第6章 床身的靜動態(tài)特性分析及優(yōu)化設(shè)計(jì)72-84
• 6.1 床身的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)72-73
• 6.2 床身的結(jié)構(gòu)分析73-77
• 6.2.1 床身的有限元模型73-75
• 6.2.2 床身的靜態(tài)特性分析75
• 6.2.3 床身的動態(tài)特性分析75-77
• 6.3 床身的結(jié)構(gòu)優(yōu)化77-83
• 6.3.1 筋板的布置型式比較77
• 6.3.2 筋板布置型式對床身的靜態(tài)特性的影響比較77-78
• 6.3.3 筋板布置型式對床身的動態(tài)特性的影響比較78-79
• 6.3.4 基于層次分析法獲取床身結(jié)構(gòu)的最優(yōu)方案79-81
• 6.3.5 筋板厚度對床身靜動態(tài)特性的靈敏度分析81-83
• 6.4 本章小結(jié)83-84
• 結(jié)論84-86
• 參考文獻(xiàn)86-91
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文和獲得的科研成果91-92
• 致謝92-93

【參考文獻(xiàn)】

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4 施文軍;陳林;;創(chuàng)新是加工中心發(fā)展的不懈動力[J];機(jī)械制造;2011年10期

5 黃曉嚴(yán);李壯;;重心驅(qū)動原理在高速臥式鏜銑加工中心關(guān)鍵部件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[J];組合機(jī)床與自動化加工技術(shù);2011年08期

6 關(guān)曉勇;劉春時;徐志祥;李焱;;基于重心驅(qū)動的設(shè)計(jì)方法研究及其在高性能機(jī)床開發(fā)中的應(yīng)用[J];中國機(jī)械工程;2011年18期

7 丁喜合;袁軍堂;汪振華;董香龍;;雙絲杠驅(qū)動直線進(jìn)給系統(tǒng)動態(tài)特性分析[J];組合機(jī)床與自動化加工技術(shù);2014年03期

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 羅輝;同步雙驅(qū)精密臥式加工中心優(yōu)化設(shè)計(jì)[D];南京航空航天大學(xué);2009年

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本文編號：808584