A-C雙擺角數(shù)控萬能銑頭結(jié)構(gòu)優(yōu)化設計與動力學分析.pdf

1、高檔數(shù)控機床是制造業(yè)的基礎，其中五軸聯(lián)動數(shù)控機床對復雜、非標、高精度零件的加工能力強大，對航空航天、船舶、精密儀器、發(fā)電等高端產(chǎn)業(yè)有著舉足輕重的影響力。
　　雙擺角數(shù)控萬能銑頭作為五軸聯(lián)動數(shù)控機床的關(guān)鍵功能部件，結(jié)構(gòu)復雜，部件眾多，驅(qū)動及控制困難，剛度不易保證，因而需要進行詳細的精度設計、動靜態(tài)特性分析和優(yōu)化設計。本文采用現(xiàn)代精度設計理論和有限元方法對A/C雙擺角銑頭系統(tǒng)進行了精度設計、靜態(tài)特性和動態(tài)特性分析。
　　首先，介

2、紹了雙擺角銑頭總體設計情況，論證了銑頭控制方案的實現(xiàn)方式，在總體結(jié)構(gòu)方案和控制方案的基礎上，給出了精度保證的方案，列出了后續(xù)機械部分設計需要進行的工作和需要達到的精度指標。
　　然后，進行擺角銑頭A軸和C軸驅(qū)動系統(tǒng)精度設計。介紹了精度設計基本理論，討論了隨機誤差合成方法；根據(jù)角度誤差預估方法確定傳動鏈配置方案，對傳動比進行分配；討論了傳動鏈的傳動誤差和回程誤差的統(tǒng)計計算方法并推導 A軸和C軸誤差計算式，根據(jù)機械部分角度定位精度及重

3、復定位精度指標的限定條件，選定齒輪等級并進行查表計算。
　　再后，基于A/C雙擺角銑頭工程圖紙，在SolidWorks中建立三維實體模型，導入ANSYS軟件里建立了結(jié)構(gòu)的有限元計算模型，對于擺角銑頭這種復雜結(jié)構(gòu)，研究了它的建模方法、模型簡化策略和網(wǎng)格劃分策略等；根據(jù)實際銑削參數(shù)計算了銑削力，作為靜力結(jié)構(gòu)分析加載條件的一部分；對靜力分析結(jié)果進行了討論。
　　最后，為了探討擺角銑頭在動載荷和熱載荷作用下的長時工作特性，進行了動態(tài)