重載擺角銑頭擺動系統(tǒng)的靜剛度研究.pdf

1、“十一五”期間,我國的電力工業(yè)、船舶制造業(yè)、航空航天工業(yè)、交通業(yè)、國防軍工、工程機械、冶金設備將有飛躍發(fā)展,這使得對高檔機床、重型機床的需求不斷增加,并且需要大量高效、精密、智能、多坐標聯(lián)動和專用數(shù)控機床。重載擺角銑頭是高檔重型數(shù)控機床的重要功能部件,是決定高檔重型數(shù)控機床性能高低的重要因素,其特點是大功率、大扭矩,主要用來加工精度要求高,尺寸規(guī)模大,形狀復雜的特殊零件,目前高檔重載擺角銑頭主要依賴進口,且價格昂貴,重載擺角銑頭已成為制

2、約國產高檔重型數(shù)控機床發(fā)展的瓶頸之一,所以深入開展擺角銑頭的理論與試驗研究,進一步提高數(shù)控機床的加工精度,實現(xiàn)擺角銑頭國產化具有重要意義。
　　 本論文主要以重載擺角銑頭的擺動系統(tǒng)為研究對象,分別對銑頭擺動系統(tǒng)中的傳動副和支撐系統(tǒng)進行了研究,根據(jù)變形協(xié)調與傳動構件之間的變形疊加原理,考慮傳動件變形、支撐系統(tǒng)變形及相互影響關系,建立了擺角銑頭傳動系統(tǒng)(齒輪、軸、軸承)受載和變形的數(shù)值計算方法,對各部分的扭轉變形和剛度進行分析,通過

3、Matlab計算,找出影響擺角銑頭加工精度的薄弱部位和環(huán)節(jié),并在設計方面提出了修正與改進建議,具體包括以下主要內容。
　　 (1)論述了本課題研究的目的和意義,介紹了國內外對數(shù)控機床及其零部件剛度研究的發(fā)展狀況。
　　 (2)應用Pro/E軟件建立了重載擺角銑頭的實體模型,并通過有限元軟件生成了有限元模型,并對其進行了靜剛度分析。
　　 (3)分析并計算了擺角銑頭擺動系統(tǒng)齒輪、軸承和軸的受載、變形和靜剛度,并根據(jù)

4、變形疊加原理,最終得出刀尖點的扭轉變形及擺動系統(tǒng)的靜剛度。
　　 (4)對結果進行分析,討論了傳動系統(tǒng)中的某個傳動部件對整個系統(tǒng)影響的權重,以及改變機構相關參數(shù)對擺動系統(tǒng)剛度的影響,最后對該銑頭的設計方面提出了指導性的建議。
　　 (5)對擺角銑頭進行了剛度試驗。通過在銑頭上面選取關鍵變形位置放置百分表,對刀尖點位置進行加載,記錄不同載荷下的變形,然后對數(shù)據(jù)進行處理并與理論計算進行對比,以驗證理論分析計算的合理性。