小型旋轉(zhuǎn)雕刻機的設(shè)計研究.pdf

1、小型旋轉(zhuǎn)雕刻機的出現(xiàn)為現(xiàn)代人對生活各個方面需求的物質(zhì)質(zhì)量要求越來越高、品種越來多樣化、產(chǎn)品越來越小型化和精密化提供了加工條件。機架為小型旋轉(zhuǎn)雕刻機的關(guān)鍵支撐部件，應(yīng)具備優(yōu)秀的靜動態(tài)特性，決定著機床整體性能。機架結(jié)構(gòu)的主要部件包括橫梁、支臂和底座，這些部件的結(jié)構(gòu)對機架的變形量、應(yīng)力、剛度、穩(wěn)定性和抗振性有著重要的影響。針對這些問題，本文利用Solidworks對機床進(jìn)行三維建模和ANSYS Workbench對機架進(jìn)行有限元分析，主要做了

2、以下幾個方面的的研究:
　　(1)根據(jù)國內(nèi)外的研究，確定本文研究的重點:運動控制系統(tǒng)的關(guān)鍵零部件的計算校核、機架結(jié)構(gòu)優(yōu)化的有限元仿真分析和實驗?zāi)B(tài)分析對比。
　　(2)首先對小型旋轉(zhuǎn)雕刻機進(jìn)行整體設(shè)計，初步設(shè)計出雕刻機的床身結(jié)構(gòu)是以機架為承載體的整體式機架結(jié)構(gòu);然后對雕刻機X、Y、Z三個方向運動控制系統(tǒng)的關(guān)鍵部件:滾珠絲杠、軸承和伺服電機進(jìn)行計算、選型和校核。
　　(3)利用ANSYS Workbench對機架初始設(shè)計

3、方案進(jìn)行有限元分析，主要包括靜力學(xué)分析和動力學(xué)分析。通過靜力學(xué)分析，得到機架的最大變形量、最大應(yīng)力值以及機架的薄弱地方;通過動力學(xué)分析，提取前12階的模態(tài)和X、Y、Z三個方向的諧響應(yīng)頻譜曲線，進(jìn)行機架動態(tài)特性的分析。
　　(4)依據(jù)對機架結(jié)構(gòu)初始設(shè)計的靜、動力學(xué)特性分析結(jié)果指導(dǎo)機架的結(jié)構(gòu)改進(jìn)，首先對機架進(jìn)行逐步改進(jìn)，包括支臂結(jié)構(gòu)優(yōu)化和橫梁結(jié)構(gòu)優(yōu)化，通過靜力學(xué)分析找到較優(yōu)的改進(jìn)方案;然后以逐步改進(jìn)得到較優(yōu)方案為基礎(chǔ)對機架的整體優(yōu)化進(jìn)