本文關(guān)鍵詞：KVC800立式加工中心動態(tài)特性研究

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【摘要】：數(shù)控機床是現(xiàn)代加工制造業(yè)的重要設(shè)備,是機械行業(yè)中使用率最高的工具之一,在一定程度上,其產(chǎn)量和技術(shù)水平代表著一個國家的制造能力和競爭力水平。高速發(fā)展的工業(yè)水平和商品市場的供不應(yīng)求,促進了加工中心的研發(fā)生產(chǎn)。隨著機床加工行業(yè)的迅速發(fā)展,對加工中心不僅要求功能要多樣化而且要求相對應(yīng)的加工精度也都要達到一定高度;通過對加工中心進行動態(tài)分析,發(fā)現(xiàn)問題并得到解決方案是提高加工中心的加工性能與加工精度的有效途徑。本文以KVC800型立式加工中心為對象立題研究,開展加工中心關(guān)鍵部件及整機的動靜態(tài)特性仿真與實驗研究,全文綜合有限元分析、模態(tài)測試及切削加工測試等方面知識于一體,理論與實踐相結(jié)合,最終目標(biāo)是為加工中心的優(yōu)化運行提供依據(jù),提高高速加工中心工作的精度和可靠性。本論文的具體工作包括以下幾個方面:1.以KVC800型立式加工中心為對象,在Solid Works中對其進行了實體建模,包括床身、立柱、主軸箱以及工作臺等部分,導(dǎo)入Ansys進行模態(tài)分析。在加工中心有限元分析時對材料屬性、接觸對、網(wǎng)格劃分、邊界條件等參數(shù)的設(shè)置方法進行了研究。通過分析獲得了加工中心整機及關(guān)鍵部件的固有頻率、振型等動態(tài)特性。該項研究同時為后續(xù)模態(tài)測試中激勵點與響應(yīng)點的選擇提供了依據(jù)。2.采用試驗?zāi)B(tài)分析方法分別對床身、立柱、主軸箱以及工作臺四個部分進行模態(tài)試驗,研究了模態(tài)試驗過程中測試方案、測試系統(tǒng)以及參數(shù)設(shè)置的確定方法,獲取了加工中心工作臺、床身、立柱以及主軸箱的試驗?zāi)B(tài)參數(shù),并與有限元模態(tài)分析結(jié)果進行了對比。3.對加工中心的升速過程進行振動測試,并開展了瀑布圖分析,在瀑布圖中找到了與有限元模態(tài)分析及試驗?zāi)B(tài)分析相對應(yīng)的突增點。通過分析不同轉(zhuǎn)速下切削加工工件表面粗糙度,進一步驗證了在分析所得固有頻率對應(yīng)轉(zhuǎn)速下,加工精度受共振影響。建議KVC800型立式加工中心使用時避免3000RPM與3840RPM主軸轉(zhuǎn)速。
【關(guān)鍵詞】：加工中心 有限元分析 模態(tài)分析 固有頻率和振型
【學(xué)位授予單位】：湖南科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TG659
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 緒論10-16
• 1.1 課題背景及意義10-11
• 1.1.1 課題背景10
• 1.1.2 課題意義10-11
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及問題11-14
• 1.2.1 加工中心發(fā)展現(xiàn)狀11-12
• 1.2.2 加工中心動靜態(tài)特性研究現(xiàn)狀12-14
• 1.3 論文主要研究內(nèi)容14-16
• 第二章 基于有限元的加工中心動態(tài)特性分析16-34
• 2.1 KVC800 加工中心結(jié)構(gòu)簡介16-17
• 2.2 加工中心有限元建模17-21
• 2.2.1 Solidworks軟件介紹18
• 2.2.2 ANSYS Workbench軟件介紹18-19
• 2.2.3 有限元模型的簡化及建立19-21
• 2.3 加工中心有限元分析前處理21-23
• 2.3.1 單元類型選擇21
• 2.3.2 材料屬性定義21
• 2.3.3 定義接觸21-22
• 2.3.4 網(wǎng)格劃分22
• 2.3.5 施加邊界條件22-23
• 2.4 加工中心有限元分析23-33
• 2.4.1 工作臺有限元模態(tài)分析23-25
• 2.4.2 床身有限元模態(tài)分析25-27
• 2.4.3 立柱有限元模態(tài)分析27-29
• 2.4.4 主軸箱有限元模態(tài)分析29-31
• 2.4.5 整機有限元模態(tài)分析31-33
• 2.5 本章小結(jié)33-34
• 第三章 基于模態(tài)試驗的加工中心動態(tài)特性分析34-50
• 3.1 試驗?zāi)B(tài)分析的基本原理34-36
• 3.2 加工中心模態(tài)試驗方案36-46
• 3.2.1 模態(tài)試驗方法36-40
• 3.2.2 測試系統(tǒng)40-42
• 3.2.3 模態(tài)試驗過程42-46
• 3.3 加工中心試驗?zāi)B(tài)分析46-49
• 3.4 有限元與試驗?zāi)B(tài)分析對比49
• 3.5 本章小結(jié)49-50
• 第四章 加工中心工作轉(zhuǎn)頻優(yōu)化與驗證50-58
• 4.1 加工中心升速過程動態(tài)測試50-54
• 4.1.1 升速過程瀑布圖測試50-51
• 4.1.2 升速過程瀑布圖分析51-54
• 4.1.3 模態(tài)分析結(jié)果對比54
• 4.2 加工中心切削加工測試驗證54-56
• 4.2.1 測試過程54-55
• 4.2.2 測試結(jié)果分析55-56
• 4.3 本章小結(jié)56-58
• 第五章 總結(jié)與展望58-60
• 5.1 論文總結(jié)58-59
• 5.2 論文展望59-60
• 參考文獻60-62
• 致謝62-64
• 附錄 攻讀學(xué)位期間發(fā)表論文目錄64

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 周健;郭世永;王保光;;復(fù)雜模型的有限元分析方法[J];機械研究與應(yīng)用;2013年03期

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本文編號：819923