八機頭數(shù)控雕刻機的關(guān)鍵部件設(shè)計研究.pdf

1、隨著現(xiàn)代制造業(yè)的發(fā)展，為滿足雕刻機高速高效的要求，其結(jié)構(gòu)應(yīng)具備優(yōu)秀的動靜態(tài)特性和精確穩(wěn)定的開放式數(shù)控系統(tǒng)。橫粱為八機頭雕刻機的關(guān)鍵部件，決定著機床整體性能，其內(nèi)外部結(jié)構(gòu)布置對機床結(jié)構(gòu)的變形量、應(yīng)力、剛度、穩(wěn)定性、抗振性有著重要的影響。本文應(yīng)用ANSYS有限元分析軟件為分析工具，對橫梁進行靜、動態(tài)特性分析，并根據(jù)分析結(jié)果對橫梁進行了結(jié)構(gòu)改進。最后以通用PC機和運動控制卡相結(jié)合的方式構(gòu)建雕刻機的開放式數(shù)控系統(tǒng)。研究主要包括如下方面:

2、　　 (1)對數(shù)控雕刻機部件進行校核計算，X軸與橫梁關(guān)系最為密切，重點分析其受力情況，并對滾珠絲桿、伺服電機、軸承等進行詳細合理的校核計算和選型。
　　 (2)利用有限元分析軟件ANSYS對大跨度橫梁的初始結(jié)構(gòu)進行靜力學(xué)分析，比較立柱壁厚不同、梁壁厚不同、截面大小分布不同和總長度不同的空心方管橫梁在靜力作用下的靜態(tài)特性，獲得各種橫梁的最大變形數(shù)值、最大應(yīng)力數(shù)值以及橫梁薄弱位置，從中選取最佳尺寸的空心方管橫梁，為動力學(xué)分析以及后

3、續(xù)橫梁改進提供依據(jù)。
　　 (3)用ANSYS對橫梁的初始結(jié)構(gòu)進行動力學(xué)分析，通過模態(tài)分析提取25階固有頻率和分析前12階振型;分析在高速主軸為外部激振情況下，橫梁在0～450Hz范圍的諧響應(yīng)結(jié)果;最后找出影響機床動態(tài)特性的薄弱環(huán)節(jié)，為動態(tài)改進提供參考。
　　 (4)依據(jù)對初始設(shè)計橫梁的靜、動力學(xué)的分析結(jié)果指導(dǎo)橫梁的結(jié)構(gòu)改進，涉及加下襯板和三角筋板、兩端內(nèi)部結(jié)構(gòu)增強等，對不同改進方案的橫梁進行有限元分析并比較它們的動靜態(tài)