直驅(qū)式A-C雙擺角銑頭結(jié)構(gòu)特性分析與關(guān)鍵部件優(yōu)化設(shè)計.pdf

1、以五軸聯(lián)動數(shù)控機(jī)床為代表的高檔數(shù)控機(jī)床是一個國家工業(yè)發(fā)展水平的標(biāo)志，是當(dāng)今機(jī)床工業(yè)發(fā)展的熱點(diǎn)和重點(diǎn)。其中，雙擺角銑頭是五軸聯(lián)動數(shù)控機(jī)床的核心部件，是五軸聯(lián)動數(shù)控機(jī)床市場競爭的焦點(diǎn)之一，而且，雙擺角銑頭的精度在很大程度上決定了整臺機(jī)床的加工精度。因此，對雙擺角銑頭結(jié)構(gòu)特性進(jìn)行分析和關(guān)鍵部件優(yōu)化成為設(shè)計時的必要環(huán)節(jié)。
　　首先，本文分析了直驅(qū)式A/C雙擺角銑頭總體結(jié)構(gòu)布局、驅(qū)動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、驅(qū)動控制方案和散熱潤滑系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。根據(jù)雙擺角銑頭結(jié)

2、構(gòu)布局，運(yùn)用多體運(yùn)動學(xué)理論，建立了整機(jī)幾何運(yùn)動誤差模型，并評估了雙擺角銑頭幾何誤差對加工精度的影響。
　　其次，基于雙擺角銑頭結(jié)構(gòu)幾何模型，根據(jù)大型復(fù)雜結(jié)構(gòu)的簡化原則以及連接軸承的桿單元等效原理，建立了雙擺角銑頭A軸擺角不同位置時的有限元模型，并分析了A軸擺角的擺動對結(jié)構(gòu)靜態(tài)特性的影響，結(jié)果表明在切削力作用下，電主軸末端位移由于A軸的擺動而存在波動。
　　然后，為了評估交變銑削力載荷和熱載荷對雙擺角銑頭的影響，進(jìn)行了動態(tài)特性

3、分析和熱分析。以有限元法模態(tài)分析基本理論、諧響應(yīng)分析基本理論為指導(dǎo)，分析了雙擺角銑頭動態(tài)特性，得到了整機(jī)固有特性和在銑削力作用下的穩(wěn)態(tài)響應(yīng)，雙擺角銑頭除零頻外各階固有頻率隨A軸的擺動而波動，并且整機(jī)動態(tài)性能由其結(jié)構(gòu)薄弱環(huán)節(jié)C軸組合軸承決定，提高C軸軸承剛度有利于整機(jī)的動態(tài)特性。以有限元法熱分析理論和熱彈性力學(xué)分析理論為指導(dǎo)，說明了熱邊界條件的處理方法和熱分析、熱-結(jié)構(gòu)耦合分析的步驟，并對雙擺角銑頭整機(jī)進(jìn)行了穩(wěn)態(tài)熱分析和熱-結(jié)構(gòu)耦合分析，