本文關(guān)鍵詞：小型旋轉(zhuǎn)雕刻機(jī)的設(shè)計研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：小型旋轉(zhuǎn)雕刻機(jī)的出現(xiàn)為現(xiàn)代人對生活各個方面需求的物質(zhì)質(zhì)量要求越來越高、品種越來多樣化、產(chǎn)品越來越小型化和精密化提供了加工條件。機(jī)架為小型旋轉(zhuǎn)雕刻機(jī)的關(guān)鍵支撐部件,應(yīng)具備優(yōu)秀的靜動態(tài)特性,決定著機(jī)床整體性能。機(jī)架結(jié)構(gòu)的主要部件包括橫梁、支臂和底座,這些部件的結(jié)構(gòu)對機(jī)架的變形量、應(yīng)力、剛度、穩(wěn)定性和抗振性有著重要的影響。針對這些問題,本文利用Solidworks對機(jī)床進(jìn)行三維建模和ANSYS Workbench對機(jī)架進(jìn)行有限元分析,主要做了以下幾個方面的的研究： (1)根據(jù)國內(nèi)外的研究,確定本文研究的重點：運動控制系統(tǒng)的關(guān)鍵零部件的計算校核、機(jī)架結(jié)構(gòu)優(yōu)化的有限元仿真分析和實驗?zāi)B(tài)分析對比。 (2)首先對小型旋轉(zhuǎn)雕刻機(jī)進(jìn)行整體設(shè)計,初步設(shè)計出雕刻機(jī)的床身結(jié)構(gòu)是以機(jī)架為承載體的整體式機(jī)架結(jié)構(gòu)：然后對雕刻機(jī)X、Y、Z三個方向運動控制系統(tǒng)的關(guān)鍵部件：滾珠絲杠、軸承和伺服電機(jī)進(jìn)行計算、選型和校核。 (3)利用ANSYS Workbench對機(jī)架初始設(shè)計方案進(jìn)行有限元分析,主要包括靜力學(xué)分析和動力學(xué)分析。通過靜力學(xué)分析,得到機(jī)架的最大變形量、最大應(yīng)力值以及機(jī)架的薄弱地方；通過動力學(xué)分析,提取前12階的模態(tài)和X、Y、Z三個方向的諧響應(yīng)頻譜曲線,進(jìn)行機(jī)架動態(tài)特性的分析。 (4)依據(jù)對機(jī)架結(jié)構(gòu)初始設(shè)計的靜、動力學(xué)特性分析結(jié)果指導(dǎo)機(jī)架的結(jié)構(gòu)改進(jìn),首先對機(jī)架進(jìn)行逐步改進(jìn),包括支臂結(jié)構(gòu)優(yōu)化和橫梁結(jié)構(gòu)優(yōu)化,通過靜力學(xué)分析找到較優(yōu)的改進(jìn)方案；然后以逐步改進(jìn)得到較優(yōu)方案為基礎(chǔ)對機(jī)架的整體優(yōu)化進(jìn)行動力學(xué)分析,使改進(jìn)后的機(jī)架性能得到提高。 (5)對優(yōu)化改進(jìn)后的機(jī)架進(jìn)行實驗平臺搭建,利用試驗?zāi)B(tài)測試系統(tǒng)LMSTest.Lab9A對機(jī)架進(jìn)行單點激勵多點輸出的錘擊模態(tài)實驗,最后與仿真分析模態(tài)進(jìn)行驗證,確認(rèn)了仿真分析的可靠性。
【關(guān)鍵詞】：旋轉(zhuǎn)雕刻機(jī) 機(jī)架 ANSYS Workbench 有限元分析 試驗?zāi)B(tài)分析
【學(xué)位授予單位】：廣東工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：TH122
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-7
• 目錄7-10
• CONTENTS10-13
• 第一章 緒論13-20
• 1.1 課題研究的背景和意義13-15
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀15-19
• 1.2.1 四軸旋轉(zhuǎn)雕刻機(jī)的設(shè)計研究15-16
• 1.2.2 機(jī)床設(shè)計的靜力學(xué)研究16-17
• 1.2.3 機(jī)床設(shè)計的動力學(xué)研究17-18
• 1.2.4 機(jī)床的模態(tài)測試研究18-19
• 1.3 課題的來源及主要內(nèi)容19-20
• 1.3.1 課題的來源19
• 1.3.2 課題研究的主要內(nèi)容19-20
• 第二章 小型旋轉(zhuǎn)雕刻機(jī)的設(shè)計及計算20-35
• 2.1 小型旋轉(zhuǎn)雕刻機(jī)的規(guī)格要求20
• 2.2 小型旋轉(zhuǎn)雕刻機(jī)初始設(shè)計方案20-25
• 2.2.1 機(jī)床機(jī)架的設(shè)計21-22
• 2.2.2 橫梁的設(shè)計22-23
• 2.2.3 支臂的設(shè)計23-24
• 2.2.4 底座的設(shè)計24-25
• 2.3 機(jī)床加工過程中力的計算25-28
• 2.3.1 旋轉(zhuǎn)部件夾持力的計算25-26
• 2.3.2 銑削力和鉆削力的計算26-28
• 2.4 傳動控制關(guān)鍵零部件的計算與校核28-34
• 2.4.1 X軸滾珠絲桿的設(shè)計計算28-31
• 2.4.2 X軸傳動控制部件的校核計算31-32
• 2.4.3 X軸伺服電機(jī)的計算設(shè)計及其校核32-33
• 2.4.4 Y軸和Z軸運動控制系統(tǒng)的設(shè)計及其校核33-34
• 2.5 本章小結(jié)34-35
• 第三章 小型旋轉(zhuǎn)雕刻機(jī)結(jié)構(gòu)的有限元分析35-52
• 3.1 有限元分析概述35-36
• 3.2 旋轉(zhuǎn)雕刻機(jī)機(jī)架的有限元靜力學(xué)分析36-44
• 3.2.1 理論基礎(chǔ)36
• 3.2.2 機(jī)架的有限元靜力學(xué)仿真分析36-42
• 3.2.3 機(jī)架靜力學(xué)有限元仿真結(jié)果42-44
• 3.3 旋轉(zhuǎn)雕刻機(jī)機(jī)架的有限元動力學(xué)分析44-51
• 3.3.1 理論基礎(chǔ)44-46
• 3.3.2 機(jī)架有限元動力學(xué)仿真分析46-51
• 3.4 本章小結(jié)51-52
• 第四章 小型旋轉(zhuǎn)雕刻機(jī)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化52-69
• 4.1 鑄鐵結(jié)構(gòu)件的結(jié)構(gòu)優(yōu)化原則52-53
• 4.2 優(yōu)化支臂結(jié)構(gòu)53-60
• 4.2.1 支臂長寬尺寸優(yōu)化方案及其靜力學(xué)分析54-55
• 4.2.2 半圓柱肋優(yōu)化支臂內(nèi)部結(jié)構(gòu)方案及其靜力學(xué)分析55-57
• 4.2.3 肋板優(yōu)化支臂內(nèi)部結(jié)構(gòu)方案及其靜力學(xué)分析57-58
• 4.2.4 支臂壁厚優(yōu)化方案及其靜力學(xué)分析58-59
• 4.2.5 加支臂封閉板優(yōu)化方案及其靜力學(xué)分析59-60
• 4.3 優(yōu)化橫梁結(jié)構(gòu)60-63
• 4.3.1 橫梁結(jié)構(gòu)的優(yōu)化方案60-62
• 4.3.2 橫梁結(jié)構(gòu)優(yōu)化方案的靜力學(xué)分析62-63
• 4.4 機(jī)架優(yōu)化方案的動力學(xué)分析63-67
• 4.4.1 模態(tài)特性分析63-66
• 4.4.2 諧響應(yīng)特性分析66-67
• 4.5 本章小結(jié)67-69
• 第五章 平臺搭建及模態(tài)測試69-80
• 5.1 平臺搭建69-71
• 5.1.1 小型旋轉(zhuǎn)雕刻機(jī)機(jī)床主體架構(gòu)的搭建69-70
• 5.1.2 模態(tài)測試平臺的搭建70-71
• 5.2 試驗?zāi)B(tài)的測試71-79
• 5.2.1 試驗?zāi)B(tài)的理論基礎(chǔ)71-73
• 5.2.2 試驗?zāi)B(tài)的測試73-75
• 5.2.3 測試結(jié)果的處理75-78
• 5.2.4 試驗?zāi)B(tài)與有限元仿真的對比78-79
• 5.3 本章小結(jié)79-80
• 結(jié)論與展望80-82
• 參考文獻(xiàn)82-86
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文86-88
• 致謝88-89
• 附錄Ⅰ89-92
• 附錄Ⅱ92

【引證文獻(xiàn)】

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 白生瑋;焦炭裝車密實機(jī)理與設(shè)備的開發(fā)研究[D];太原理工大學(xué);2016年

  本文關(guān)鍵詞：小型旋轉(zhuǎn)雕刻機(jī)的設(shè)計研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：335195