加工中心是帶有刀庫和自動換刀裝置的一種高度自動化的多功能數(shù)控機床,其技術(shù)水平和保有量是一個國家制造業(yè)水平、工業(yè)現(xiàn)代化程度和國家綜合競爭力的重要標志。數(shù)控機床結(jié)構(gòu)件常選擇整體鑄造,然而鑄造工藝過程長,生產(chǎn)成本持續(xù)增加,特別是在環(huán)境壓力和短周期交貨需求的新形勢下,整體鑄造受到挑戰(zhàn),設計制造優(yōu)化快的焊接結(jié)構(gòu)床身設計與制造開始受到重視。目前,國內(nèi)外焊接結(jié)構(gòu)機床已經(jīng)成功在成形與普通切削機床中應用,但在精度要求較高的立式加工中心中焊接結(jié)構(gòu)的應用較少,并存在簡單模仿鑄造結(jié)構(gòu)引發(fā)的焊縫密集、焊接變形大、焊接殘余應力較高等問題。本文結(jié)合目前立式加工中心發(fā)展的現(xiàn)狀,以VMC1580立式加工中心為研究對象,通過有限元軟件ANSYS workbench仿真分析,在對現(xiàn)有鑄造結(jié)構(gòu)立式加工中心進行有限元仿真分析的基礎(chǔ)上,設計了焊接結(jié)構(gòu)立式加工中心,保證其強度和剛度不低于鑄造結(jié)構(gòu),并可實現(xiàn)良好的焊接制造,主要研究內(nèi)容和結(jié)果如下:（1）運用Solid Works對現(xiàn)有VMC1580立式加工中心立柱及床身建模,通過ANSYS workbench進行數(shù)值模擬,分析了靜力學的應力/變形特性及前六階模態(tài)振型特征,為設計焊接結(jié)... 

【文章來源】：機械科學研究總院北京市

【文章頁數(shù)】：93 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１－１國外焊接結(jié)構(gòu)機床的應用??雖然國外很早就開始了焊接結(jié)構(gòu)機床的研宄，然而即使是著名的機床制造商，??也由于焊接結(jié)構(gòu)機床容易變形，在制造焊接結(jié)構(gòu)精密數(shù)控機床時也屢屢失敗

?機械科學研宄總院碩士學位論文???１．３．２技術(shù)路線??（?＼??立式加工中心焊接結(jié)構(gòu)設計及其動靜特性研宄??＼?ｙ??ｉ??／??＾??ＶＭＣ１５８０??Ｖ．???／??，??Ｉ?????ｆ?１?—?｛?」???鑄造結(jié)構(gòu)?焊接結(jié)構(gòu)??Ｖ?，?／?＼?????Ｉ?Ｉ??Ｉ?１?Ｉ?１??ｆ?Ｎ?（?＼?（?Ｎ?（?＼??立柱?床身?立柱?床身??＼???／?Ｖ???＾?Ｖ?Ｊ?＾?Ｖ??／??／?＼???＊靜力學仿真分析＊???Ｖ?－／??／■?Ａ???＊動力學仿真分析＊???Ｖ?／?（?＼???？樣機加工??Ｖ．?／??ｆ?Ｎ???＊整機模態(tài)分析試驗??Ｖ???／??１??＼?．??ｒ??＇??仿真－試驗對比??＼????（??Ｎ??焊接－鑄造對比??＼?？??圖１－３技術(shù)路線圖??１．４本章小結(jié)??本章首先介紹了本文的研宄背景和意義，然后對國內(nèi)外數(shù)控加工中心焊接結(jié)構(gòu)??設計和制造現(xiàn)狀進行了簡單闡述，確定了選擇ＶＭＣ１５８０立式加工中心為研究對象，??設計出適用于焊接的關(guān)鍵部件，并對比鑄造和焊接結(jié)構(gòu)部件的力學性能。??８??

?機械科學研宄總院碩士學位論文???項目?機器型號??規(guī)格??三軸切削進給?２０？６０００??，?ｍｍ／ｍｉｎ??三軸快移速度?３６００／３６００／１５０００??進給?１?５５／５５／５５??三軸導軌形式（滑塊數(shù)量）??（６／８／６）???滾珠絲杠規(guī)格?５０Ｕ???主軸電機功率?ｋＷ?１５／Ｊ８．５??電機?Ｎｍ?ＭＳ??三軸伺服電機功率?ｋＷ?３．０／３．０／３．０???冷卻電機?ｋＷ?０８４???系統(tǒng)?控制系統(tǒng)?發(fā)那科ＦＡＮＵＣｏｉＭＦ?（５）??：??１－立柱；２－主軸箱；３－工作臺；４－滑鞍；５－床身??圖２＿１立式數(shù)控加工中心三維模型圖??２，１．２關(guān)鍵零部件特性簡介??立式數(shù)控加工中心在服役時，由于主軸高速轉(zhuǎn)動以及切削工件時產(chǎn)生的切削載??荷，主要支撐件受到外部載荷，引起應力變形甚至振動，從而影響加工精度，因此??首先需要對立式數(shù)控加工中心整機及關(guān)鍵零部件進行靜力學分析，從靜力學角度評??價機床工作性能，同時為整機結(jié)構(gòu)優(yōu)化提供依據(jù)及約束條件，完成極限工況下的關(guān)??鍵零部件強度及剛度分析。初步確定優(yōu)化目標，在工況狀態(tài)下整機靜力學分析，揭??示整機的應力和位移分布規(guī)律對于評價立式數(shù)控加工中心的剛度、強度以及可靠性??具有重要意義。??１０??

【參考文獻】：
期刊論文
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碩士論文
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本文編號：2956975