基于虛擬樣機技術的葉片加工專用機床關鍵部件設計與分析.pdf

1、隨著我國航空航天事業(yè)和電力工業(yè)的高速發(fā)展，葉片作為航空發(fā)動機和發(fā)電機的關鍵零件，其需求量持續(xù)增長。而目前國內的葉片加工主要采用高成本的加工中心或效率、精度較低的仿型加工和手工拋光的方法制作，不能滿足日益增長的葉片市場需求。因此，對促進航空航天事業(yè)及電力工業(yè)等的發(fā)展，研制高質量、低成本的葉片加工專用機床具有重要的使用價值和戰(zhàn)略意義。 針對某類航空葉片的客戶需求，通過研究其結構特點和加工工藝流程，應用現(xiàn)代設計方法及虛擬樣機技術，合作

2、研制一臺成本低、符合葉片精度要求的數(shù)控葉片加工專用機床。 根據(jù)項目分工，重點研究機床的關鍵部件第四軸和床身的結構。在分析目前第四軸典型結構的基礎上，對本機床第四軸的結構進行了全新的設計。為了消除間隙、提高第四軸的傳動精度和傳動的平穩(wěn)性，提出雙驅動雙環(huán)面蝸桿消隙傳動機構。該結構中平面一次包絡環(huán)面蝸桿的三維精確建模是個難點，論文從研究平面一次包絡環(huán)面蝸桿副的成型原理著手，通過推導該蝸桿的齒面方程，創(chuàng)建了精確的環(huán)面蝸桿副三維模型，并從

3、動力學角度對該模型進行了動力響應分析驗證和有限元非線性接觸應力應變分析，研究了四種裝配誤差對接觸齒面的影響，為合理選擇和控制平面一次包絡環(huán)面蝸桿副的安裝誤差以及調隙方式提供了有效的措施。 床身是機床承載的關鍵部件。針對床身的載荷和約束條件，對設計結構進行了有限元靜、動態(tài)分析和結構優(yōu)化。通過結合虛擬樣機仿真分析，改進了初步設計結構中存在的模態(tài)頻率偏低的問題。通過結構分析和優(yōu)化不僅提高了床身的模態(tài)頻率，更減少了用料，降低了成本。