VTM100100立式車銑中心數(shù)字化設(shè)計技術(shù)研究.pdf

1、本課題主要研究內(nèi)容是在沈陽機床集團VTM100100立式車銑復(fù)合加工中心設(shè)計的基礎(chǔ)上，對整機進行數(shù)字化設(shè)計仿真及動力學(xué)仿真，得出實際可行的機床設(shè)計方案。 根據(jù)VTM100100型立式車銑復(fù)合加工中心的結(jié)構(gòu)特點，可以將其劃分為主軸箱、工作臺和床身等幾個主要部件。整個加工中心建模過程采取自下而上的方式進行，首先根據(jù)零件二維圖紙完成各個零件的三維虛擬建模，然后將零件模型組成各個主要部件模型，最后將部件模型進行虛擬裝配，完成整個加工中心

2、的虛擬裝配模型。根據(jù)加工中心虛擬建模層次關(guān)系，建立完模型后，對模型進行靜態(tài)和動態(tài)的干涉檢驗，根據(jù)檢驗結(jié)果對模型存在干涉的地方進行修改，使模型避免了干涉的問題。 通過有限元分析軟件ANSYS對模型進行了靜態(tài)仿真分析。在分析之前首先將模型在Pro/Engineer中進行適當(dāng)?shù)男薷?，然后將模型無縫導(dǎo)入到ANSYS軟件中。本文分析了機床大件的靜態(tài)受力變形情況和模態(tài)。其中模態(tài)分析技術(shù)在機床動態(tài)分析中的應(yīng)用過程為：首先將機床劃分成若干個子結(jié)

3、構(gòu)如滑枕、立柱、床身等，對各個子結(jié)構(gòu)建立微分方程組，通過坐標(biāo)變換和模態(tài)計算分析，求解各個部件的動柔度和動力響應(yīng)等。然后根據(jù)各個子結(jié)構(gòu)之間的力平衡條件和位移條件將各子結(jié)構(gòu)模態(tài)特性綜合，得到整體結(jié)構(gòu)特性。研究結(jié)果表明，子結(jié)構(gòu)中動態(tài)特性比較差的部件對機床整機的動態(tài)特性形響也大。另外，連接部件的剛度和參數(shù)估計也是影響機床整體結(jié)構(gòu)特性分析和計算精確度的主要因素通過對VTM100100型立式車銑復(fù)合加工中心數(shù)字化虛擬設(shè)計仿真技術(shù)研究，可以得出如下結(jié)

4、論： (1)與傳統(tǒng)的二維設(shè)計方法比較，三維虛擬設(shè)計有很大的優(yōu)越性。在計算機虛擬環(huán)境中，按照機床實際尺寸建立零部件虛擬模型，并完成虛擬裝配，同時在虛擬環(huán)境下完成機床干涉檢驗，在機床設(shè)計階段可以提前發(fā)現(xiàn)設(shè)計中存在的問題，評估設(shè)計方案的合理性并預(yù)估機床的性能。三維虛擬設(shè)計能夠大大縮短機床開發(fā)周期，減少設(shè)計投資，降低成本。 (2)應(yīng)用機床動力學(xué)原理，通過對機床大件的動力學(xué)分析，獲得各部件的動態(tài)性能參數(shù)，如固有振動頻率等參數(shù)，根據(jù)機床動態(tài)優(yōu)化設(shè)計