數(shù)控機(jī)床作為一種復(fù)雜的機(jī)電液復(fù)合設(shè)備,其技術(shù)水平、研制難度是一個國家綜合國力的體現(xiàn)。目前國產(chǎn)高端數(shù)控機(jī)床可靠性水平與國外品牌相比差距較大,成為限制其發(fā)展的技術(shù)瓶頸。電主軸作為數(shù)控機(jī)床的關(guān)鍵功能部件,是影響數(shù)控機(jī)床整機(jī)可靠性的主要因素。而拉刀機(jī)構(gòu)是電主軸中的關(guān)鍵部件,主要起著刀柄的拉緊和松開功能。拉刀機(jī)構(gòu)的狀態(tài)好壞是影響電主軸可靠性及機(jī)床的加工水平的重要因素。目前,開展拉刀機(jī)構(gòu)的試驗系統(tǒng)研制和狀態(tài)監(jiān)測研究的內(nèi)容很少,尚未有較成熟的拉刀機(jī)構(gòu)試驗系統(tǒng)和狀態(tài)監(jiān)測試驗方面的研究內(nèi)容。為此,本文將從這兩方面展開研究,搭建針對拉刀機(jī)構(gòu)的試驗系統(tǒng),并根據(jù)相關(guān)理論分析,應(yīng)用試驗系統(tǒng)開展拉刀機(jī)構(gòu)的狀態(tài)監(jiān)測及健康狀態(tài)評估的研究。論文的主要研究內(nèi)容如下:1.拉刀機(jī)構(gòu)試驗系統(tǒng)研制。明確試驗系統(tǒng)的功能需求,制定拉刀機(jī)構(gòu)試驗系統(tǒng)的總體設(shè)計方案,包括機(jī)械結(jié)構(gòu)方案,控制方案、狀態(tài)監(jiān)測方案。針對試驗系統(tǒng)的機(jī)械結(jié)構(gòu),完成組成部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計、強度分析、選型優(yōu)化等工作;針對控制系統(tǒng),完成控制電路設(shè)計和PLC控制程序的開發(fā)等工作;針對狀態(tài)監(jiān)測平臺,主要分析了監(jiān)測過程,為后續(xù)監(jiān)測平臺的開發(fā)提供基礎(chǔ)。2.拉刀機(jī)構(gòu)主要監(jiān)測部位研究。通... 

【文章來源】：吉林大學(xué)吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：100 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

試驗系統(tǒng)結(jié)構(gòu)方案設(shè)計圖

吉林大學(xué)碩士學(xué)位論文12圖2.6立柱設(shè)計圖及尺寸圖立柱底座加工有通孔，可與地平鐵通過螺栓連接，底座上平面焊接三角肋板，以增加立柱的強度及剛度，底座下平面和豎直連接面經(jīng)機(jī)械加工，具有良好的表面粗糙度以及平面度，確保與地平鐵平面保持良好接觸。為了減輕整體質(zhì)量，立柱的柱體部分內(nèi)部采用中空形式，壁厚為30mm，壁面上鑄造出長條肋板以增加立柱剛度。柱體表面上加工有兩排M12的螺紋孔，用于和主軸抱夾機(jī)構(gòu)連接，此外，根據(jù)被試件尺寸的不同，可以靈活將其安裝在立柱的不同高度位置。螺紋孔上可以安裝吊耳，便于進(jìn)行裝配及運輸。2）立柱強度分析為確保立柱結(jié)構(gòu)設(shè)計合理，需對其進(jìn)行強度及剛度分析。計算得出電主軸及抱夾機(jī)構(gòu)的質(zhì)量約為300，即立柱需承受的徑向載荷為294，由于被承載部分的回轉(zhuǎn)軸線與立柱軸線不同軸，產(chǎn)生了XY平面內(nèi)的傾覆力矩，承載部分安裝中心高為170，經(jīng)計算可得傾覆力矩大小約為500。本文采用ANSYSWORKBENCH對立柱進(jìn)行有限元分析[57]。有限元建模步驟如下：1）將立柱的CATIA三維建模導(dǎo)入ANSYSWORKBENCH中，并添加材料屬性；2）選用六面體單元進(jìn)行網(wǎng)格劃分，對部件添加約束與載荷，將立柱的底面設(shè)置為固定約束，對柱體表面螺紋孔施加軸向力和傾覆力矩載荷。3）進(jìn)行后處理，輸出應(yīng)力云圖和位移云圖。有限元分析結(jié)果如下圖2.7所示。

吉林大學(xué)碩士學(xué)位論文12圖2.6立柱設(shè)計圖及尺寸圖立柱底座加工有通孔，可與地平鐵通過螺栓連接，底座上平面焊接三角肋板，以增加立柱的強度及剛度，底座下平面和豎直連接面經(jīng)機(jī)械加工，具有良好的表面粗糙度以及平面度，確保與地平鐵平面保持良好接觸。為了減輕整體質(zhì)量，立柱的柱體部分內(nèi)部采用中空形式，壁厚為30mm，壁面上鑄造出長條肋板以增加立柱剛度。柱體表面上加工有兩排M12的螺紋孔，用于和主軸抱夾機(jī)構(gòu)連接，此外，根據(jù)被試件尺寸的不同，可以靈活將其安裝在立柱的不同高度位置。螺紋孔上可以安裝吊耳，便于進(jìn)行裝配及運輸。2）立柱強度分析為確保立柱結(jié)構(gòu)設(shè)計合理，需對其進(jìn)行強度及剛度分析。計算得出電主軸及抱夾機(jī)構(gòu)的質(zhì)量約為300，即立柱需承受的徑向載荷為294，由于被承載部分的回轉(zhuǎn)軸線與立柱軸線不同軸，產(chǎn)生了XY平面內(nèi)的傾覆力矩，承載部分安裝中心高為170，經(jīng)計算可得傾覆力矩大小約為500。本文采用ANSYSWORKBENCH對立柱進(jìn)行有限元分析[57]。有限元建模步驟如下：1）將立柱的CATIA三維建模導(dǎo)入ANSYSWORKBENCH中，并添加材料屬性；2）選用六面體單元進(jìn)行網(wǎng)格劃分，對部件添加約束與載荷，將立柱的底面設(shè)置為固定約束，對柱體表面螺紋孔施加軸向力和傾覆力矩載荷。3）進(jìn)行后處理，輸出應(yīng)力云圖和位移云圖。有限元分析結(jié)果如下圖2.7所示。

【參考文獻(xiàn)】：
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本文編號：3020545