鋼軌焊縫數(shù)控精銑機(jī)虛擬樣機(jī)設(shè)計(jì)與結(jié)構(gòu)優(yōu)化.pdf

1、鋼軌是鐵路軌道的核心組成部分，是列車(chē)安全行駛的重要保障。目前國(guó)內(nèi)鋼軌焊縫精磨都是采用國(guó)外精磨設(shè)備，其技術(shù)參數(shù)按照國(guó)外鐵路標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，無(wú)法滿(mǎn)足要求更高的中國(guó)鐵路標(biāo)準(zhǔn)，尤其是高鐵標(biāo)準(zhǔn)。精磨加工中存在焊縫磨削不到位、磨削溫升高使鋼軌變形和組織受損、磨削精度達(dá)不到需要人工修正、磨削粉塵污染嚴(yán)重等問(wèn)題，嚴(yán)重影響了我國(guó)鋼軌焊縫加工質(zhì)量。針對(duì)我國(guó)鐵路標(biāo)準(zhǔn)以及鋼軌焊縫加工現(xiàn)狀，武漢鐵路局工務(wù)大修段和武漢利德測(cè)控技術(shù)股份有限公司共同研究鋼軌焊縫精銑數(shù)控銑床

2、（以下簡(jiǎn)稱(chēng)：精銑機(jī)），嘗試取代當(dāng)前鋼軌焊縫精磨加工工藝和設(shè)備。
　　鋼軌焊縫數(shù)控精銑機(jī)的運(yùn)動(dòng)性能是反映其加工精度和穩(wěn)定性的重要性能，其運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào)性和可實(shí)現(xiàn)性是設(shè)備設(shè)計(jì)的重要考慮因素。為此，本文主要進(jìn)行了一下幾個(gè)方面的研究：
　?。?）介紹了精銑機(jī)的主要結(jié)構(gòu)及其功能，概述了精銑加工的基本原理，其中包括主要的技術(shù)參數(shù)與指標(biāo)、銑削加工的方式和加工流程。闡述了精銑機(jī)測(cè)控系統(tǒng)概況，對(duì)檢測(cè)及控制對(duì)象進(jìn)行了分析，描述了精銑機(jī)床測(cè)控的方案，并

3、對(duì)測(cè)控過(guò)程進(jìn)行了詳細(xì)的闡述。
　?。?）借助Solidworks，采用模塊化設(shè)計(jì)思想，創(chuàng)建了精銑機(jī)主要部件系統(tǒng)CAD模型：主軸部件、橫向移動(dòng)裝置、豎向移動(dòng)裝置、滑塊部件、進(jìn)給系統(tǒng)、測(cè)量部件、和橫梁結(jié)構(gòu)，并依據(jù)各部件的設(shè)計(jì)裝配關(guān)系完成整機(jī)模型的創(chuàng)建。
　　（3）建立了精銑機(jī)虛擬樣機(jī)模型，并在Adams軟件中成功完成了精銑機(jī)虛擬樣機(jī)的運(yùn)動(dòng)仿真，得到了相應(yīng)的動(dòng)力學(xué)仿真結(jié)果并做了相關(guān)分析，評(píng)價(jià)了精銑機(jī)主要運(yùn)動(dòng)部件的運(yùn)動(dòng)特性。

4、　　（4）運(yùn)用有限元分析軟件Ansys Workbench完成精銑機(jī)關(guān)鍵部件有限元分析，得到了主軸、滾珠絲杠和橫梁體的應(yīng)力和變形分布規(guī)律；它們的動(dòng)力學(xué)特性對(duì)精銑機(jī)動(dòng)態(tài)特性和加工精度影響較大，因此對(duì)它們完成了模態(tài)分析，得到了它們的固有頻率和振型，模態(tài)分析結(jié)果表明主軸和滾珠絲杠固有頻率較高，有效的避開(kāi)了共振區(qū)，不會(huì)發(fā)生共振，但是橫梁體的第七階固有頻率和橫向電機(jī)的工作頻率接近，很可能會(huì)出現(xiàn)共振現(xiàn)象。
　?。?）對(duì)橫梁體結(jié)構(gòu)進(jìn)行了參數(shù)化優(yōu)