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1、加工中心作為基礎(chǔ)機(jī)械產(chǎn)品,是先進(jìn)制造技術(shù)的載體和裝備工業(yè)的基本生產(chǎn)手段,它直接影響到我國(guó)的自動(dòng)化水平和國(guó)防科技的建設(shè)。而作為高檔數(shù)控機(jī)床的高速立式加工中心,最重要的性能指標(biāo)是其動(dòng)態(tài)性能指標(biāo)(振動(dòng)、噪聲、穩(wěn)定性等)。對(duì)于加工中心系統(tǒng)而言,其動(dòng)態(tài)特性的好壞將直接影響加工中心加工精度的好壞,所以機(jī)床振動(dòng)控制的研究對(duì)整個(gè)機(jī)械行業(yè)有重要的現(xiàn)實(shí)意義。主軸箱是立式加工中心的關(guān)鍵部件,其動(dòng)靜性能和抗振性能的好壞將直接決定加工中心的性能好壞。
2、 本論文對(duì)高速立式加工中心主軸箱進(jìn)行了動(dòng)靜態(tài)特性分析和優(yōu)化設(shè)計(jì)。通過(guò)本課題的研究設(shè)計(jì)出了相對(duì)最優(yōu)的主軸箱方案,保證了主軸箱的靜態(tài)特性,很大幅度地提高了其動(dòng)態(tài)特性。本文的設(shè)計(jì)方法為以后同類設(shè)計(jì)和研究提供了很好的技術(shù)支持。
首先對(duì)原始結(jié)構(gòu)的主軸箱進(jìn)行了靜力學(xué)分析、模態(tài)分析和諧響應(yīng)分析。得出其相應(yīng)的靜變形、各階固有頻率和相應(yīng)的振型、諧響應(yīng)位移等,由結(jié)果看出其抗振性能不足,不能很好的滿足結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的需要。
其次將蜂窩
3、結(jié)構(gòu)引用到主軸箱設(shè)計(jì)中來(lái),蜂窩材料不僅具有良好的比強(qiáng)度和比剛度,而且還有良好的抗振和電磁屏蔽等多種功能。采用Solidworks三維建模軟件建立了蜂窩結(jié)構(gòu)的主軸箱模型,在有限元分析軟件ANSYSWorkbench中進(jìn)行有限元分析,步驟大致為材料的設(shè)置、邊界條件和載荷的確定以及求解結(jié)果。分別進(jìn)行了靜力學(xué)分析、模態(tài)分析和諧響應(yīng)分析。將蜂窩結(jié)構(gòu)主軸箱與原始結(jié)構(gòu)主軸箱進(jìn)行動(dòng)靜態(tài)特性的對(duì)比,結(jié)果表明蜂窩結(jié)構(gòu)的主軸箱能夠提高X方向的靜態(tài)性能,并且動(dòng)
4、態(tài)性能方面也是蜂窩結(jié)構(gòu)的主軸箱較優(yōu)些。
再次對(duì)蜂窩結(jié)構(gòu)的主軸箱進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)。對(duì)其進(jìn)行了拓?fù)鋬?yōu)化,根據(jù)優(yōu)化結(jié)果設(shè)計(jì)了新的蜂窩結(jié)構(gòu)的主軸箱。優(yōu)化后的主軸箱在能保證靜態(tài)性能的基礎(chǔ)上動(dòng)態(tài)性能有了很大的提高。通過(guò)本課題的研究,提高了主軸箱的抗振性能,得出了相對(duì)最優(yōu)的主軸箱設(shè)計(jì)方案。
為了驗(yàn)證理論分析結(jié)果的正確性,對(duì)加工中心樣機(jī)進(jìn)行了動(dòng)靜剛度的測(cè)試試驗(yàn),設(shè)計(jì)了該試驗(yàn)的試驗(yàn)方案,分析了測(cè)試結(jié)果。由于理論分析時(shí)的簡(jiǎn)化和測(cè)試
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