零傳動(dòng)A-C軸雙擺角銑頭設(shè)計(jì)和多物理場(chǎng)分析.pdf

1、五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控機(jī)床以其加工復(fù)雜零件的強(qiáng)大能力,在精密儀器、船舶、航天等領(lǐng)域發(fā)揮著重要作用。數(shù)控銑頭結(jié)構(gòu)復(fù)雜,是五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控機(jī)床最關(guān)鍵的功能部件。A/C軸雙擺角銑頭是數(shù)控銑頭最典型的結(jié)構(gòu)型式。傳統(tǒng)的A/C軸雙擺角銑頭大多為機(jī)械式銑頭,它體積大、定位精度低。針對(duì)機(jī)械式銑頭的這些缺點(diǎn),本文設(shè)計(jì)了一種用力矩電機(jī)直驅(qū)的零傳動(dòng)A/C軸雙擺角銑頭。
　　零傳動(dòng)A/C軸雙擺角銑頭,因?yàn)榇嬖诹仉姍C(jī),所以存在電場(chǎng)、溫度場(chǎng)和結(jié)構(gòu)場(chǎng)等物理場(chǎng),這些物理場(chǎng)的

2、耦合對(duì)銑頭的性能有較大的影響。為了提高和優(yōu)化銑頭的性能,本文基于ANSYS/Workbench軟件,運(yùn)用多物理耦合的方法對(duì)零傳動(dòng)A/C軸雙擺角銑頭進(jìn)行分析。
　　本文研究的主要內(nèi)容為:
　　1.零傳動(dòng) A/C軸雙擺角銑頭的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。包括銑頭整體結(jié)構(gòu)方案的選定和設(shè)計(jì),銑頭加工時(shí)銑削力的計(jì)算。還有銑頭的電主軸、A軸力矩電機(jī)和C軸力矩電機(jī)基于計(jì)算的型號(hào)的選擇。
　　2.零傳動(dòng)A/C軸雙擺角銑頭的三維建模。運(yùn)用SolidWor

3、ks軟件對(duì)銑頭各個(gè)零部件進(jìn)行三維實(shí)體建模,把各個(gè)零部件按照一定的約束關(guān)系進(jìn)行虛擬裝配,并對(duì)裝配體進(jìn)行干涉檢查。
　　3.零傳動(dòng)A/C軸雙擺角銑頭的運(yùn)動(dòng)分析。運(yùn)用D-H參數(shù)法,通過坐標(biāo)旋轉(zhuǎn)計(jì)算出銑刀中心的位移方程、速度方程和加速度方程,為了更好的分析銑頭的運(yùn)動(dòng),本文對(duì)銑頭進(jìn)行了運(yùn)動(dòng)仿真,并對(duì)仿真的結(jié)果進(jìn)行分析。
　　4.零傳動(dòng) A/C軸雙擺角銑頭的優(yōu)化分析。運(yùn)用多物理場(chǎng)耦合分析的方法,對(duì)銑頭進(jìn)行分析,在 ANSYS/Workb

4、ench軟件中對(duì)銑頭進(jìn)行靜力分析和模態(tài)分析,并與單物理場(chǎng)分析的仿真結(jié)果進(jìn)行比較。最后運(yùn)用變密度法提高銑頭的一階頻率,避免發(fā)生共振,并運(yùn)用變溫度法減小銑頭的變形。
　　5.工程驗(yàn)證。對(duì)工程實(shí)例進(jìn)行多物理場(chǎng)耦合分析和理論計(jì)算,看其結(jié)果是否一致,從而驗(yàn)證運(yùn)用ANSYS/Workbench進(jìn)行多物理場(chǎng)耦合分析的正確性。
　　本文的研究對(duì)優(yōu)化零傳動(dòng)A/C軸雙擺角銑頭的性能,提高我國(guó)高檔數(shù)控機(jī)床的技術(shù)創(chuàng)新能力和核心競(jìng)爭(zhēng)力具有積極的意義。