本文關鍵詞：基于虛擬樣機技術的車銑復合數(shù)控機床設計

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【摘要】：復合加工技術作為一種適應現(xiàn)代化制造業(yè)多品種、小批量、個性化發(fā)展需求的新技術,為復雜零件、高精密零件和難加工零件提供了先進的加工解決方案,成為當前先進制造技術發(fā)展的重要方向。五軸車銑復合數(shù)控機床因其加工工藝廣泛而成為研究的熱點。在五軸車銑復合數(shù)控機床的結構設計過程中引入虛擬樣機技術,在設計階段就可以從整體上并行的考慮機床結構全生命周期的功能結構、工藝規(guī)劃、可制造性、可裝配性、可測試性、可維修性以及可靠性等各方面的要求及相互關系,并通過不斷優(yōu)化設計方案,以提高機床結構的設計質(zhì)量。本文以高效、高精度加工石油、天然氣行業(yè)中復雜型面零件為目標,基于虛擬樣機技術,設計一種新型五軸車銑復合數(shù)控機床結構。主要研究內(nèi)容包括:1.車銑復合加工結構配置研究。分析車銑復合加工技術在進行端面、柱面以及傾斜面加工時的工藝特點,推導機床的幾何軸空間關系,建立坐標系方程并求解,驗證結構配置形式的可行性,同時為機床的軌跡控制及數(shù)控編程等提供了依據(jù)。2.新型五軸車銑復合數(shù)控機床結構設計。針對石油、天然氣行業(yè)各種復雜零部件對機加工設備的要求,設計一種新型五軸車銑復合數(shù)控機床結構。完成了機床的結構布局配置研究;對機床的車削主軸部件和銑削主軸部件進行設計計算及選型;研發(fā)設計了一種新型B軸車銑復合單元,能快速、可靠的實現(xiàn)車銑加工模塊的轉換;設計并改進機床的進給系統(tǒng)。3.推導五軸車銑復合數(shù)控機床結構的運動學方程。建立該新型五軸車銑復合機床結構的運動學方程,并求解正、逆解;基于運動學方程的正、逆解,對機床運動精度可靠性進行了研究分析,給出了各運動學參數(shù)對機床運動精度可靠性的影響程度。4.數(shù)控機床整體結構的數(shù)字樣機建模及性能分析。基于虛擬樣機技術平臺,對機床的核心模塊進行數(shù)字樣機建模并裝配;利用有限元和運動學分析軟件對機床整機結構、主軸單元、B軸車銑復合單元、伺服進給系統(tǒng)等分別進行了靜力學、動力學特性分析,在數(shù)字樣機上針對各個模塊設計中的不足進行了優(yōu)化改進。
【關鍵詞】：復合加工 五軸車銑復合 虛擬樣機 B軸
【學位授予單位】：成都理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TG659
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 引言9-16
• 1.1 課題研究的目的和意義9-10
• 1.2 虛擬樣機技術10-12
• 1.2.1 虛擬樣機技術功能和特點10-11
• 1.2.2 虛擬樣機技術國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀11-12
• 1.3 復合加工技術12
• 1.4 五軸車銑復合加工技術12-14
• 1.4.1 五軸車銑復合數(shù)控機床12
• 1.4.2 五軸車銑復合機床國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀12-14
• 1.5 本文的主要內(nèi)容14-16
• 第2章 車銑復合加工結構配置研究16-22
• 2.1 車銑復合端面加工結構配置研究16-18
• 2.1.1 端面加工工藝特點分析16
• 2.1.2 端面加工運動坐標求解16-18
• 2.2 車銑復合柱面加工結構配置研究18-20
• 2.2.1 柱面加工工藝特點分析18-19
• 2.2.2 基于XZC結構的柱面加工運動坐標求解19-20
• 2.3 車銑復合傾斜軸加工結構配置研究20-21
• 2.4 本章小結21-22
• 第3章 五軸車銑復合數(shù)控機床結構設計22-46
• 3.1 設計任務22-23
• 3.2 機床的總體配置和結構布局23-27
• 3.3 主軸單元設計選型27-30
• 3.3.1 主軸功能需求分析27
• 3.3.2 主軸結構特點27
• 3.3.3 車削力及銑削力計算27-30
• 3.3.4 主軸單元選型30
• 3.4 B軸車銑復合單元的設計30-38
• 3.4.1 B軸功能需求分析30-31
• 3.4.2 B軸傳動結構研究31
• 3.4.3 B軸車銑復合單元設計31-32
• 3.4.4 B軸鎖緊設計及鎖緊力計算32-36
• 3.4.5 B軸扭矩計算36-37
• 3.4.6 新型B軸單元主要技術參數(shù)37-38
• 3.5 進給傳動系統(tǒng)設計38-44
• 3.5.1 直線進給系統(tǒng)38-43
• 3.5.2 測量系統(tǒng)43-44
• 3.6 機床結構其他部件的設計44-45
• 3.7 新型五軸車銑復合數(shù)控機床結構主要參數(shù)45
• 3.8 本章小結45-46
• 第4章 五軸車銑復合數(shù)控機床結構運動學方程46-55
• 4.1 五軸車銑復合數(shù)控機床結構運動學方程46-51
• 4.1.1 運動學方程的建立46-49
• 4.1.2 運動學方程的求解49-51
• 4.2 基于運動學參數(shù)的機床運動精度分析51-54
• 4.3 本章小結54-55
• 第5章 數(shù)控機床虛擬樣機建模及性能分析55-69
• 5.1 機床整機裝配模型圖56
• 5.2 機床結構件性能分析56-59
• 5.3 主軸單元性能分析59-63
• 5.4 進給傳動系統(tǒng)性能分析63-65
• 5.5 B軸單元性能分析65-67
• 5.6 本章小結67-69
• 結論69-71
• 致謝71-72
• 參考文獻72-76
• 攻讀學位期間取得學術成果76

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本文編號：520947