A-C雙擺角銑頭結構設計及有限元分析研究.pdf

1、五軸聯(lián)動數(shù)控機床對復雜、大型、高精度的零部件加工能力強大，對國防、航空、汽車、模具等產(chǎn)業(yè)有著舉足輕重的影響力。其中銑頭是五軸聯(lián)動數(shù)控機床的核心部件，它的性能直接決定機床的加工精度，為了提高加工精度，必須減小銑頭傳動鏈的傳動誤差。
　　這里研究的是A/C雙擺角銑頭，依據(jù)傳動方式，A/C雙擺角銑頭產(chǎn)品主要有三類：1.蝸輪蝸桿傳動為主的機械擺頭結構；2.以圓錐齒輪-扇形齒輪傳動為主的機械擺頭結構；3.力矩電機直驅式的銑頭結構。對比分析了

2、三類銑頭結構特點和性能，提出了一種可提高傳動精度，保持傳動剛度的雙片齒輪傳動銑頭結構。利用機械消隙技術消除傳動鏈的齒輪側隙，提高傳動精度，到達提高整個機床加工精度。
　　經(jīng)過對A/C雙擺角銑頭的計算和結構設計，利用虛擬制造技術對五軸聯(lián)動機床的A/C雙擺銑頭虛擬建模和有限元分析研究：
　　(1).依據(jù)西泰克的雙擺角銑頭A/C軸的設計參數(shù)，計算了A軸的軸及齒輪參數(shù)，選擇合適的伺服電機，減速器等等。
　　(2).基于A/C雙

3、擺角銑頭的模型，利用Pro/e4.0建立零件三維模型，通過定義相連零件之間的接觸關系組成裝配體，利用Pro/e4.0的運動仿真功能，在數(shù)字模型上，檢查機構動、靜干涉情況，驗證結構設計合理性。
　　(3).研究了Pro/e4.0軟件與Workbench12.0軟件的接口問題，將在Pro/e建立的銑頭裝配體導入Workbench12.0；針對復雜的A/C雙擺角銑頭結構，研究了它的建模方法、模型簡化策略和網(wǎng)格劃分技術；依據(jù)銑頭的切削參數(shù)

4、計算了切削力，作為靜力分析加載條件的一部分，對靜力分析結果進行討論；然后，介紹模態(tài)分析理論，對銑頭結構進行模態(tài)分析，討論了模態(tài)分析的結果及其對結構性能的影響；考慮共振造成降低加工精度的巨大影響，對銑頭進行了諧響應分析，討論了諧響應分析的結果以及對結構性能的影響；最后針對銑頭進行熱-結構耦合分析，討論了熱載荷、邊界條件的加載，根據(jù)分析結果討論其對銑頭性能的影響。
　　本文所闡述的研究內容充實我國數(shù)控機床及其功能部件數(shù)字化分析、建模、