動梁龍門數(shù)控銑床關(guān)鍵部件的設(shè)計與研究.pdf

1、數(shù)控機(jī)床廣泛應(yīng)用于國防、航空航天和國民經(jīng)濟(jì)各部門，是自動化加工最基本的裝備，也關(guān)系到國家的安全和工業(yè)生產(chǎn)能否健康地增長。我國數(shù)控機(jī)床的設(shè)計水平和產(chǎn)品性能與國外相比還有一定差距。利用虛擬樣機(jī)技術(shù)對機(jī)床進(jìn)行設(shè)計、分析及優(yōu)化，可減少物理樣機(jī)的反復(fù)試制、測試及改進(jìn)過程，提高了產(chǎn)品的性能，縮短了設(shè)計周期，降低了設(shè)計成本，對增強(qiáng)企業(yè)競爭力具有重要的意義。 有限元方法是現(xiàn)代工程分析與設(shè)計的一種快捷、有效的輔助工具。本文以數(shù)控銑床為研究對象，利

2、用有限元分析軟件CosmosWorks作為分析工具，對組成銑床的主要零部件進(jìn)行分析，并對其結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計。主要工作如下： (1)分析討論了高速數(shù)控銑床的設(shè)計要求，依據(jù)加工工藝和機(jī)床性能指標(biāo)，提出了動梁龍門數(shù)控銑床的總體設(shè)計方案，設(shè)計了機(jī)床的主傳動系統(tǒng)和伺服進(jìn)給傳動系統(tǒng)。 (2)按照模塊化設(shè)計原則主要對影響機(jī)床性能的主要部件：龍門式橫梁、立柱、床身的設(shè)計和性能要求進(jìn)行分析，初步確定了機(jī)床的零部件結(jié)構(gòu)，建立了部件的三維So

3、lidWorks實(shí)體模型，形成了數(shù)字化樣機(jī)部件。 3)在對數(shù)控銑床主要零部件橫梁、立柱，床身及整機(jī)結(jié)構(gòu)分析設(shè)計的基礎(chǔ)上，建立零部件三維有限元分析模型，進(jìn)行了靜力學(xué)分析，直觀展示了結(jié)構(gòu)的應(yīng)力場和位移場，分析了結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和剛度。 (4)對橫梁、立柱、床身及整機(jī)三維結(jié)構(gòu)進(jìn)行了模態(tài)分析，獲得了銑床關(guān)鍵部件和整機(jī)的模態(tài)參數(shù)(固有頻率和振型)。通過靜態(tài)分析與模態(tài)分析為結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計打下了基礎(chǔ)。 (5)在有限元分析軟件平臺上，利