五坐標(biāo)加工弧面凸輪數(shù)控銑床的虛擬樣機(jī)研究與開(kāi)發(fā).pdf

1、本文在詳細(xì)分析了弧面凸輪機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)與發(fā)展、以及弧面凸輪加工專用數(shù)控機(jī)床的現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，根據(jù)弧面凸輪的加工特性，研究開(kāi)發(fā)具有雙回轉(zhuǎn)坐標(biāo)的專用數(shù)控設(shè)備，提出了重新開(kāi)發(fā)和研制新一代加工弧面凸輪的專用數(shù)控機(jī)床的必要性。根據(jù)已有的設(shè)計(jì)理論及發(fā)展?fàn)顩r，參考已經(jīng)成熟的經(jīng)驗(yàn)和理念，針對(duì)當(dāng)前國(guó)內(nèi)弧面加工凸輪專用數(shù)控銑床的缺陷，提出了加工弧面凸輪專用數(shù)控機(jī)床的兩種方案，通過(guò)論證比較，選擇了較為合理的方案。并對(duì)于工作臺(tái)大角度擺動(dòng)引起的干涉問(wèn)題、機(jī)床整體結(jié)構(gòu)剛

2、度問(wèn)題等有關(guān)技術(shù)難點(diǎn)，制定了相應(yīng)的技術(shù)路線，完成了一種新型的可實(shí)現(xiàn)弧面凸輪加工的五坐標(biāo)專用數(shù)控銑床的方案設(shè)計(jì)與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，進(jìn)行了零部件、總裝配三維實(shí)體造型和虛擬樣機(jī)開(kāi)發(fā)，該機(jī)床目前在國(guó)內(nèi)屬于首創(chuàng)。 弧面凸輪機(jī)構(gòu)是一種高速、高精度空間垂直軸傳動(dòng)的分度機(jī)構(gòu)，它具有良好的運(yùn)動(dòng)特性和動(dòng)力特性，但由于凸輪工作曲面輪廓要求精度高，形狀較復(fù)雜，故其加工制造難度較大，需要用具有雙回轉(zhuǎn)坐標(biāo)、且在空間位置有特定要求的數(shù)控設(shè)備來(lái)加工。目前，從國(guó)內(nèi)加工弧

3、面凸輪專用數(shù)控銑床的情況來(lái)看，高精度弧面凸輪加工的專用數(shù)控機(jī)床普遍存在一定的缺陷，有待進(jìn)一步發(fā)展和改進(jìn)。因此有必要重新開(kāi)發(fā)和研制新一代加工弧面凸輪的專用數(shù)控機(jī)床。 本銑床屬于五坐標(biāo)專用數(shù)控銑床，應(yīng)能滿足各種弧面凸輪加工的要求，且具有加工精度高、加工質(zhì)量穩(wěn)定、生產(chǎn)率高、操作方便舒適的特點(diǎn)。 1、在對(duì)弧面凸輪機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)原理進(jìn)行詳細(xì)分析的基礎(chǔ)上，并應(yīng)用模塊化、宜人化以及綠色設(shè)計(jì)思想，提出了立式和臥式兩種設(shè)計(jì)方案。經(jīng)過(guò)對(duì)比分析選定

4、了總體設(shè)計(jì)方案。同時(shí)，針對(duì)所選總體設(shè)計(jì)方案，提出了主要技術(shù)難點(diǎn)，并制定了技術(shù)路線。 2、在仔細(xì)分析了相關(guān)床身的結(jié)構(gòu)以后，對(duì)床身進(jìn)行了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。 3、對(duì)機(jī)床的主軸系統(tǒng)部件進(jìn)行了設(shè)計(jì)，確定了主軸箱和主軸箱的豎直運(yùn)動(dòng)的結(jié)構(gòu)。 4、對(duì)機(jī)床系統(tǒng)附件進(jìn)行了設(shè)計(jì)與選用，確定了相關(guān)附件的結(jié)構(gòu)。采用了新型滾珠絲杠專用軸承，即用接觸角為60°的角接觸球軸承支承滾珠絲杠，提高了支承剛度及軸向承載能力。 5、按照總體方案要求，初

5、步選定采用BEIJING-FANUCOi系統(tǒng)作為本機(jī)床的控制系統(tǒng)。并對(duì)該系統(tǒng)功能進(jìn)行了一定的介紹。 6.對(duì)零件的三維設(shè)計(jì)、部件的三維設(shè)計(jì)進(jìn)行說(shuō)明，介紹了運(yùn)動(dòng)仿真和運(yùn)動(dòng)分析工作流程，對(duì)總裝配圖設(shè)計(jì)和虛擬樣機(jī)設(shè)計(jì)進(jìn)行了說(shuō)明。 7.由于本次設(shè)計(jì)主要采用模塊化設(shè)計(jì)，關(guān)鍵附件都可以作為子模塊選用，因此可以大大降低開(kāi)發(fā)、制造成本，估計(jì)可以控制在100萬(wàn)元以內(nèi)。同時(shí)，可以大大縮短制造周期、降低制造難度。 弧面凸輪加工專用數(shù)控銑