A-C雙擺角數(shù)控萬(wàn)能銑頭結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)與動(dòng)力學(xué)分析.pdf

1、高檔數(shù)控機(jī)床是制造業(yè)的基礎(chǔ)，其中五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控機(jī)床對(duì)復(fù)雜、非標(biāo)、高精度零件的加工能力強(qiáng)大，對(duì)航空航天、船舶、精密儀器、發(fā)電等高端產(chǎn)業(yè)有著舉足輕重的影響力。
　　雙擺角數(shù)控萬(wàn)能銑頭作為五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控機(jī)床的關(guān)鍵功能部件，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，部件眾多，驅(qū)動(dòng)及控制困難，剛度不易保證，因而需要進(jìn)行詳細(xì)的精度設(shè)計(jì)、動(dòng)靜態(tài)特性分析和優(yōu)化設(shè)計(jì)。本文采用現(xiàn)代精度設(shè)計(jì)理論和有限元方法對(duì)A/C雙擺角銑頭系統(tǒng)進(jìn)行了精度設(shè)計(jì)、靜態(tài)特性和動(dòng)態(tài)特性分析。
　　首先，介

2、紹了雙擺角銑頭總體設(shè)計(jì)情況，論證了銑頭控制方案的實(shí)現(xiàn)方式，在總體結(jié)構(gòu)方案和控制方案的基礎(chǔ)上，給出了精度保證的方案，列出了后續(xù)機(jī)械部分設(shè)計(jì)需要進(jìn)行的工作和需要達(dá)到的精度指標(biāo)。
　　然后，進(jìn)行擺角銑頭A軸和C軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)精度設(shè)計(jì)。介紹了精度設(shè)計(jì)基本理論，討論了隨機(jī)誤差合成方法；根據(jù)角度誤差預(yù)估方法確定傳動(dòng)鏈配置方案，對(duì)傳動(dòng)比進(jìn)行分配；討論了傳動(dòng)鏈的傳動(dòng)誤差和回程誤差的統(tǒng)計(jì)計(jì)算方法并推導(dǎo) A軸和C軸誤差計(jì)算式，根據(jù)機(jī)械部分角度定位精度及重

3、復(fù)定位精度指標(biāo)的限定條件，選定齒輪等級(jí)并進(jìn)行查表計(jì)算。
　　再后，基于A/C雙擺角銑頭工程圖紙，在SolidWorks中建立三維實(shí)體模型，導(dǎo)入ANSYS軟件里建立了結(jié)構(gòu)的有限元計(jì)算模型，對(duì)于擺角銑頭這種復(fù)雜結(jié)構(gòu)，研究了它的建模方法、模型簡(jiǎn)化策略和網(wǎng)格劃分策略等；根據(jù)實(shí)際銑削參數(shù)計(jì)算了銑削力，作為靜力結(jié)構(gòu)分析加載條件的一部分；對(duì)靜力分析結(jié)果進(jìn)行了討論。
　　最后，為了探討擺角銑頭在動(dòng)載荷和熱載荷作用下的長(zhǎng)時(shí)工作特性，進(jìn)行了動(dòng)態(tài)