八機(jī)頭數(shù)控雕刻機(jī)的關(guān)鍵部件設(shè)計(jì)研究.pdf

1、隨著現(xiàn)代制造業(yè)的發(fā)展，為滿(mǎn)足雕刻機(jī)高速高效的要求，其結(jié)構(gòu)應(yīng)具備優(yōu)秀的動(dòng)靜態(tài)特性和精確穩(wěn)定的開(kāi)放式數(shù)控系統(tǒng)。橫粱為八機(jī)頭雕刻機(jī)的關(guān)鍵部件，決定著機(jī)床整體性能，其內(nèi)外部結(jié)構(gòu)布置對(duì)機(jī)床結(jié)構(gòu)的變形量、應(yīng)力、剛度、穩(wěn)定性、抗振性有著重要的影響。本文應(yīng)用ANSYS有限元分析軟件為分析工具，對(duì)橫梁進(jìn)行靜、動(dòng)態(tài)特性分析，并根據(jù)分析結(jié)果對(duì)橫梁進(jìn)行了結(jié)構(gòu)改進(jìn)。最后以通用PC機(jī)和運(yùn)動(dòng)控制卡相結(jié)合的方式構(gòu)建雕刻機(jī)的開(kāi)放式數(shù)控系統(tǒng)。研究主要包括如下方面:

2、　　 (1)對(duì)數(shù)控雕刻機(jī)部件進(jìn)行校核計(jì)算，X軸與橫梁關(guān)系最為密切，重點(diǎn)分析其受力情況，并對(duì)滾珠絲桿、伺服電機(jī)、軸承等進(jìn)行詳細(xì)合理的校核計(jì)算和選型。
　　 (2)利用有限元分析軟件ANSYS對(duì)大跨度橫梁的初始結(jié)構(gòu)進(jìn)行靜力學(xué)分析，比較立柱壁厚不同、梁壁厚不同、截面大小分布不同和總長(zhǎng)度不同的空心方管橫梁在靜力作用下的靜態(tài)特性，獲得各種橫梁的最大變形數(shù)值、最大應(yīng)力數(shù)值以及橫梁薄弱位置，從中選取最佳尺寸的空心方管橫梁，為動(dòng)力學(xué)分析以及后

3、續(xù)橫梁改進(jìn)提供依據(jù)。
　　 (3)用ANSYS對(duì)橫梁的初始結(jié)構(gòu)進(jìn)行動(dòng)力學(xué)分析，通過(guò)模態(tài)分析提取25階固有頻率和分析前12階振型;分析在高速主軸為外部激振情況下，橫梁在0～450Hz范圍的諧響應(yīng)結(jié)果;最后找出影響機(jī)床動(dòng)態(tài)特性的薄弱環(huán)節(jié)，為動(dòng)態(tài)改進(jìn)提供參考。
　　 (4)依據(jù)對(duì)初始設(shè)計(jì)橫梁的靜、動(dòng)力學(xué)的分析結(jié)果指導(dǎo)橫梁的結(jié)構(gòu)改進(jìn)，涉及加下襯板和三角筋板、兩端內(nèi)部結(jié)構(gòu)增強(qiáng)等，對(duì)不同改進(jìn)方案的橫梁進(jìn)行有限元分析并比較它們的動(dòng)靜態(tài)