銑削加工中心數(shù)字化樣機開發(fā)與仿真研究.pdf

1、中國的制造業(yè)面臨著巨大的機遇和嚴峻的挑戰(zhàn)，而機床工業(yè)是裝備制造業(yè)的核心，關系到國家的經濟命脈和安全。傳統(tǒng)的機床產品設計開發(fā)流程一般為方案設計、圖紙設計、制造實物樣機和實物樣機試驗直至產品投產上市，該過程周期過長，成本費用過高，不能滿足企業(yè)對質量、效率以及成本的綜合要求。
　　 而數(shù)字化樣機技術作為機床產品設計開發(fā)的一項全新技術，它的出現(xiàn)和發(fā)展給傳統(tǒng)的機床產品設計方法帶來了一次革命。應用這項技術，工程師在建立機床的數(shù)字化數(shù)字模型之

2、后可以對它進行各種計算機仿真分析，在產品設計階段發(fā)現(xiàn)其中的潛在問題和不足之處，并快速修正設計錯誤、改進設計方案。因此，在機床產品設計過程中應用數(shù)字化樣機技術可以減少對實物樣機的依賴，這樣不僅可以降低開發(fā)成本，縮短產品開發(fā)周期，而且可以提高設計質量和產品性能，增強企業(yè)的競爭力。
　　 數(shù)控機床是改造傳統(tǒng)產業(yè)并構造數(shù)字化企業(yè)的重要基礎裝配。作為一種結構復雜且高度自動化的機電產品，它的設計對于運動性能、動力學性能、機械結構性能以及加工

3、性能等方面都有著嚴格要求。為了保證數(shù)控機床的設計質量，縮短設計周期并有效降低設計成本，要將數(shù)字化樣機技術應用到該產品的整個設計流程中。
　　 本文以TH5650立式銑削加工中心為研究對象，運用大型三維軟件UG建立了數(shù)控銑床的三維數(shù)字化模型，并通過計算機圖形交換格式將所建立的幾何模型導入到UGMotion模塊及有限元分析軟件ANSYSWorkbench和數(shù)控加工仿真軟件VERICUT中，建立它的運動仿真模型，有限元模型以及加工仿真

4、模型。
　　 以基于運動學和動力學仿真的UGMotion模塊驗證分析了影響機床爬行的主要因素，對TH5650立式銑削加工中心進行了運動平穩(wěn)性分析，從而給出了數(shù)控銑床進給系統(tǒng)的優(yōu)化建議。在ANSYSWorkbench有限元分析軟件平臺上，采用模態(tài)分析技術獲得機床結構的模態(tài)固有頻率和主振型，實現(xiàn)對機床結構的改進和優(yōu)化設計。在完成仿真分析之后全面評估了數(shù)控銑床的運動及動力性能、結構性能以及加工性能，為設計提供了質量保證，也為銑床的改進