動梁龍門數(shù)控銑床關(guān)鍵部件的設計與研究.pdf

1、數(shù)控機床廣泛應用于國防、航空航天和國民經(jīng)濟各部門，是自動化加工最基本的裝備，也關(guān)系到國家的安全和工業(yè)生產(chǎn)能否健康地增長。我國數(shù)控機床的設計水平和產(chǎn)品性能與國外相比還有一定差距。利用虛擬樣機技術(shù)對機床進行設計、分析及優(yōu)化，可減少物理樣機的反復試制、測試及改進過程，提高了產(chǎn)品的性能，縮短了設計周期，降低了設計成本，對增強企業(yè)競爭力具有重要的意義。 有限元方法是現(xiàn)代工程分析與設計的一種快捷、有效的輔助工具。本文以數(shù)控銑床為研究對象，利

2、用有限元分析軟件CosmosWorks作為分析工具，對組成銑床的主要零部件進行分析，并對其結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化設計。主要工作如下： (1)分析討論了高速數(shù)控銑床的設計要求，依據(jù)加工工藝和機床性能指標，提出了動梁龍門數(shù)控銑床的總體設計方案，設計了機床的主傳動系統(tǒng)和伺服進給傳動系統(tǒng)。 (2)按照模塊化設計原則主要對影響機床性能的主要部件：龍門式橫梁、立柱、床身的設計和性能要求進行分析，初步確定了機床的零部件結(jié)構(gòu)，建立了部件的三維So

3、lidWorks實體模型，形成了數(shù)字化樣機部件。 3)在對數(shù)控銑床主要零部件橫梁、立柱，床身及整機結(jié)構(gòu)分析設計的基礎上，建立零部件三維有限元分析模型，進行了靜力學分析，直觀展示了結(jié)構(gòu)的應力場和位移場，分析了結(jié)構(gòu)的強度和剛度。 (4)對橫梁、立柱、床身及整機三維結(jié)構(gòu)進行了模態(tài)分析，獲得了銑床關(guān)鍵部件和整機的模態(tài)參數(shù)(固有頻率和振型)。通過靜態(tài)分析與模態(tài)分析為結(jié)構(gòu)優(yōu)化設計打下了基礎。 (5)在有限元分析軟件平臺上，利