TH6350臥式加工中心自動(dòng)換刀機(jī)構(gòu)有限元建模及動(dòng)力特性分析.pdf

1、數(shù)控機(jī)床的發(fā)展與應(yīng)用,大大降低了零件加工的輔助時(shí)間,極大的提高了生產(chǎn)率.隨著數(shù)控機(jī)床的普及應(yīng)用,機(jī)械加工的自動(dòng)化程度大大提高,數(shù)控機(jī)床發(fā)展成了當(dāng)今普遍應(yīng)用的一種更新、更先進(jìn)的制造設(shè)備—加工中心.加工中心是帶有刀庫和自動(dòng)換刀裝置,能對工件按預(yù)定程序進(jìn)行多工序加工的高度自動(dòng)化的多功能的數(shù)字控制機(jī)床.加工中心能在更大程度上提高生產(chǎn)率,為企業(yè)創(chuàng)造更多的利潤.隨著市場需求向多品種、小批量方向發(fā)展,企業(yè)間產(chǎn)品的同構(gòu)性增強(qiáng),企業(yè)就必須從更大程度上提高

2、加工精度和生產(chǎn)率.高速加工中心的出現(xiàn)緩解了這一問題.高速加工中心改變低切削速度的數(shù)控技術(shù),提高零件加工的切削速度和進(jìn)給速度,現(xiàn)在,加工中心主軸轉(zhuǎn)速已經(jīng)做到了60000-80000r/min,使用直線電動(dòng)機(jī)的快速進(jìn)給超過100m/min,加、減速度可達(dá)到3g-6g.對現(xiàn)代高速加工中心的基本要求是"三高"-高速度、高精度、高剛度.當(dāng)主軸轉(zhuǎn)速提高到一定程度以后,人們便轉(zhuǎn)向如何減少加工輔助時(shí)間上,提高加工中心的自動(dòng)換刀機(jī)構(gòu)的換刀速度成為大家研究

3、的對象.該文研究對象為昆機(jī)的TH6350型臥式加工中心自動(dòng)換刀機(jī)構(gòu).文中采用有限元法建立起了換刀機(jī)構(gòu)各部件的有限元模型,并把每個(gè)部件作為一個(gè)子結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析,最后用模態(tài)綜合法建立起整個(gè)換刀機(jī)構(gòu)的有限元模型.具體過程為:首先對各子結(jié)構(gòu)進(jìn)行有限單元?jiǎng)澐智蠼?求解其固有頻率和振型.然后利用各子結(jié)構(gòu)結(jié)合部之間的等效聯(lián)接點(diǎn)和聯(lián)接剛度等聯(lián)接關(guān)系將子結(jié)構(gòu)綜合成整個(gè)換刀機(jī)構(gòu)的有限元模型,最后對其進(jìn)行整體有限元分析和求解.通過分析自動(dòng)換刀機(jī)構(gòu)有限元模型的動(dòng)

4、態(tài)特性,找出其薄弱模態(tài),進(jìn)而對其進(jìn)行結(jié)構(gòu)改進(jìn),以提高其換刀速度(將原有的換刀時(shí)間從6s降到5秒以內(nèi))為目的.由于機(jī)械旋轉(zhuǎn)過程是由齒輪齒條驅(qū)動(dòng),齒輪產(chǎn)生振動(dòng),分析其提速前后產(chǎn)生的回轉(zhuǎn)頻率及嚙合頻率,與機(jī)械手的固有頻率及整機(jī)試驗(yàn)頻率相比較,找出有無共振點(diǎn),以作結(jié)構(gòu)上的改進(jìn),避免產(chǎn)生共振.此外,機(jī)械手的轉(zhuǎn)動(dòng)由兩個(gè)齒輪軸傳動(dòng)完成,用解析法分析其扭轉(zhuǎn)頻率.將此頻率與機(jī)械手的固有頻率、整機(jī)試驗(yàn)頻率,齒輪嚙合頻率相比較,看它們是否接近或成整倍數(shù),避免