A-C軸雙擺角數(shù)控萬能銑頭結(jié)構(gòu)特性分析與優(yōu)化.pdf

1、五軸聯(lián)動數(shù)控機床作為加工復(fù)雜曲面的關(guān)鍵設(shè)備,在航空航天、汽車、模具等各領(lǐng)域得到越來越廣泛的應(yīng)用。A/C軸雙擺角數(shù)控萬能銑頭是五軸聯(lián)動數(shù)控機床的關(guān)鍵功能部件,其結(jié)構(gòu)動靜態(tài)特性是影響整機加工精度的重要因素,對銑頭進行結(jié)構(gòu)特性的分析和優(yōu)化,具有重要的學(xué)術(shù)價值和工程現(xiàn)實意義。
　　本文以國內(nèi)某公司設(shè)計的精密齒輪傳動A/C軸雙擺角數(shù)控萬能銑頭為研究對象,針對企業(yè)提高銑頭加工精度的需要,在銑頭結(jié)構(gòu)分析的基礎(chǔ)上,運用有限元理論及現(xiàn)代優(yōu)化設(shè)計方法

2、對銑頭靜態(tài)結(jié)構(gòu)特性和動態(tài)結(jié)構(gòu)特性進行了深入分析,指出了銑頭結(jié)構(gòu)中的薄弱環(huán)節(jié),并針對薄弱環(huán)節(jié)對銑頭關(guān)鍵零部件的動態(tài)特性進行了優(yōu)化。
　　首先,分析了銑頭的總體結(jié)構(gòu)、A軸與 C軸傳動系統(tǒng)及精度控制結(jié)構(gòu),給出了銑頭總體布局圖、A/C軸傳動系統(tǒng)圖、伺服控制系統(tǒng)框圖及主要傳動件的具體參數(shù),對銑頭主要傳動件齒輪的模數(shù)及伺服傳動系統(tǒng)負載慣量與電機轉(zhuǎn)子慣量匹配關(guān)系進行了驗算,建立了銑頭的三維實體模型。
　　其次,建立了銑頭的靜態(tài)特性分析有限

3、元模型,分析了銑頭在重力與切削力的作用下的變形,計算了銑頭在A軸0°及A軸90°兩種工況下的靜剛度。指出銑頭在A軸90°工況下靜剛度高于A軸0°工況下靜剛度,銑頭殼的靜剛度是影響銑頭整體剛度的薄弱環(huán)節(jié)。
　　再次,給出了銑頭的動態(tài)特性分析方案,得到銑頭在非制動約束與制動約束、A軸不同工況下的固有頻率及振型。通過與實驗?zāi)B(tài)對比分析驗證了銑頭有限元模型的正確性。分析表明銑頭低階固有頻率過低,有發(fā)生共振的可能,銑頭殼是影響銑頭整體動態(tài)性