重載擺角銑頭擺動(dòng)系統(tǒng)的靜剛度研究.pdf

1、“十一五”期間,我國的電力工業(yè)、船舶制造業(yè)、航空航天工業(yè)、交通業(yè)、國防軍工、工程機(jī)械、冶金設(shè)備將有飛躍發(fā)展,這使得對(duì)高檔機(jī)床、重型機(jī)床的需求不斷增加,并且需要大量高效、精密、智能、多坐標(biāo)聯(lián)動(dòng)和專用數(shù)控機(jī)床。重載擺角銑頭是高檔重型數(shù)控機(jī)床的重要功能部件,是決定高檔重型數(shù)控機(jī)床性能高低的重要因素,其特點(diǎn)是大功率、大扭矩,主要用來加工精度要求高,尺寸規(guī)模大,形狀復(fù)雜的特殊零件,目前高檔重載擺角銑頭主要依賴進(jìn)口,且價(jià)格昂貴,重載擺角銑頭已成為制

2、約國產(chǎn)高檔重型數(shù)控機(jī)床發(fā)展的瓶頸之一,所以深入開展擺角銑頭的理論與試驗(yàn)研究,進(jìn)一步提高數(shù)控機(jī)床的加工精度,實(shí)現(xiàn)擺角銑頭國產(chǎn)化具有重要意義。
　　 本論文主要以重載擺角銑頭的擺動(dòng)系統(tǒng)為研究對(duì)象,分別對(duì)銑頭擺動(dòng)系統(tǒng)中的傳動(dòng)副和支撐系統(tǒng)進(jìn)行了研究,根據(jù)變形協(xié)調(diào)與傳動(dòng)構(gòu)件之間的變形疊加原理,考慮傳動(dòng)件變形、支撐系統(tǒng)變形及相互影響關(guān)系,建立了擺角銑頭傳動(dòng)系統(tǒng)(齒輪、軸、軸承)受載和變形的數(shù)值計(jì)算方法,對(duì)各部分的扭轉(zhuǎn)變形和剛度進(jìn)行分析,通過

3、Matlab計(jì)算,找出影響擺角銑頭加工精度的薄弱部位和環(huán)節(jié),并在設(shè)計(jì)方面提出了修正與改進(jìn)建議,具體包括以下主要內(nèi)容。
　　 (1)論述了本課題研究的目的和意義,介紹了國內(nèi)外對(duì)數(shù)控機(jī)床及其零部件剛度研究的發(fā)展?fàn)顩r。
　　 (2)應(yīng)用Pro/E軟件建立了重載擺角銑頭的實(shí)體模型,并通過有限元軟件生成了有限元模型,并對(duì)其進(jìn)行了靜剛度分析。
　　 (3)分析并計(jì)算了擺角銑頭擺動(dòng)系統(tǒng)齒輪、軸承和軸的受載、變形和靜剛度,并根據(jù)

4、變形疊加原理,最終得出刀尖點(diǎn)的扭轉(zhuǎn)變形及擺動(dòng)系統(tǒng)的靜剛度。
　　 (4)對(duì)結(jié)果進(jìn)行分析,討論了傳動(dòng)系統(tǒng)中的某個(gè)傳動(dòng)部件對(duì)整個(gè)系統(tǒng)影響的權(quán)重,以及改變機(jī)構(gòu)相關(guān)參數(shù)對(duì)擺動(dòng)系統(tǒng)剛度的影響,最后對(duì)該銑頭的設(shè)計(jì)方面提出了指導(dǎo)性的建議。
　　 (5)對(duì)擺角銑頭進(jìn)行了剛度試驗(yàn)。通過在銑頭上面選取關(guān)鍵變形位置放置百分表,對(duì)刀尖點(diǎn)位置進(jìn)行加載,記錄不同載荷下的變形,然后對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理并與理論計(jì)算進(jìn)行對(duì)比,以驗(yàn)證理論分析計(jì)算的合理性。