【摘要】：螺旋槳是輪船中必不可少的驅(qū)動部件,它的精度會影響到整個輪船的行駛,要想得到質(zhì)量更好的螺旋槳就得使用可靠性、抗振性和穩(wěn)定性更好的數(shù)控機(jī)床來加工螺旋槳。本文研究的是整體螺旋槳銑磨復(fù)合機(jī)床,其加工的螺旋槳葉片面積大,精度要求較高,在實(shí)際生產(chǎn)過程中應(yīng)盡量避免機(jī)床發(fā)生變形或振動,因此,本文基于機(jī)床靜動態(tài)特性分析結(jié)果與結(jié)構(gòu)優(yōu)化技術(shù)設(shè)計(jì)出一種綜合性能更好的機(jī)床結(jié)構(gòu),改善機(jī)床加工質(zhì)量,提高生產(chǎn)效率,節(jié)約生產(chǎn)成本。本文結(jié)合橫向項(xiàng)目“整體螺旋槳銑磨復(fù)合機(jī)床控制系統(tǒng)及軟件開發(fā)”課題,在ADAMS中建立了螺旋槳加工機(jī)床整機(jī)的虛擬模型,并對其進(jìn)行相關(guān)的運(yùn)動學(xué)、動力學(xué)分析,然后在ANSYS中對機(jī)床開展了靜、動態(tài)特性分析以及機(jī)床零部件的結(jié)構(gòu)優(yōu)化。主要完成的工作內(nèi)容如下:首先分析了螺旋槳銑磨復(fù)合機(jī)床的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),應(yīng)用了虛擬樣機(jī)技術(shù)在ADAMS中對機(jī)床建立了簡化的虛擬三維樣機(jī),并模擬機(jī)床實(shí)際運(yùn)動過程得到數(shù)控機(jī)床的運(yùn)動學(xué)、動力學(xué)性能,驗(yàn)證機(jī)床是否會發(fā)生運(yùn)動干涉以及指導(dǎo)驅(qū)動電機(jī)的型號選擇等。然后結(jié)合了有限元分析理論與機(jī)床加工螺旋槳時的實(shí)際工況,應(yīng)用ANSYS Workbench軟件對加工機(jī)床進(jìn)行靜力學(xué)分析得到了機(jī)床的位移變形云圖以及整機(jī)的應(yīng)力云圖;在軟件中對機(jī)床進(jìn)行的模態(tài)、諧響應(yīng)分析得到機(jī)床的主要模態(tài)及對應(yīng)振型,還建立了模態(tài)測試系統(tǒng)對機(jī)床進(jìn)行了相關(guān)模態(tài)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了軟件中仿真分析的準(zhǔn)確性,通過這些分析結(jié)果,可以為機(jī)床薄弱環(huán)節(jié)的辨識提供參考依據(jù)。最后應(yīng)用了ANSYS workbench中的優(yōu)化模塊對機(jī)床薄弱部件中的磨頭桿、立柱及其底座進(jìn)行結(jié)構(gòu)參數(shù)優(yōu)化,得到性能更好的機(jī)床結(jié)構(gòu),使得機(jī)床的加工質(zhì)量提升,重量減少,還降低了機(jī)床的生產(chǎn)制造成本。
【學(xué)位授予單位】：重慶理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：U671;U664.33
【圖文】：

圖 1.1 整體螺旋槳 圖 1.2 螺旋槳加工機(jī)床1.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀螺旋槳是船舶行業(yè)中的關(guān)鍵動力部件，具有大直徑，復(fù)雜曲面型面和高精度要求，加工螺旋槳與加工自由曲面一樣都是機(jī)械制造中比較難加工的，因?yàn)榻陙砜茖W(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，數(shù)控技術(shù)被廣泛地應(yīng)用在曲面類零件加工中，從而大大地改變了傳統(tǒng)手工落后的生產(chǎn)形勢。用 CNC 機(jī)床加工曲面類零件通常在三軸 CNC 機(jī)床上進(jìn)行，但對于形狀結(jié)構(gòu)很復(fù)雜的曲面類部件，只能使用四坐標(biāo)或五坐標(biāo)聯(lián)動數(shù)控加工中心，使用五坐標(biāo)數(shù)控機(jī)床時，因?yàn)闄C(jī)床本身自由度的增加，可以根據(jù)工件的表面形態(tài)確定最合適的刀具空間姿態(tài)。現(xiàn)如今，數(shù)控機(jī)床的加工性能已滿足大部分機(jī)械領(lǐng)域中的制造需求，我們現(xiàn)在更加地重視起來數(shù)控機(jī)床的動態(tài)和靜態(tài)特性，對機(jī)床進(jìn)行靜動態(tài)特性的研究可以了解到機(jī)床的剛度、強(qiáng)度、振動、噪聲、熱變形等等，根據(jù)預(yù)測分析結(jié)果優(yōu)化機(jī)床獲得綜合

圖 1.1 整體螺旋槳 圖 1.2 螺旋槳加工機(jī)床1.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀螺旋槳是船舶行業(yè)中的關(guān)鍵動力部件，具有大直徑，復(fù)雜曲面型面和高精度要求，加工螺旋槳與加工自由曲面一樣都是機(jī)械制造中比較難加工的，因?yàn)榻陙砜茖W(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，數(shù)控技術(shù)被廣泛地應(yīng)用在曲面類零件加工中，從而大大地改變了傳統(tǒng)手工落后的生產(chǎn)形勢。用 CNC 機(jī)床加工曲面類零件通常在三軸 CNC 機(jī)床上進(jìn)行，但對于形狀結(jié)構(gòu)很復(fù)雜的曲面類部件，只能使用四坐標(biāo)或五坐標(biāo)聯(lián)動數(shù)控加工中心，使用五坐標(biāo)數(shù)控機(jī)床時，因?yàn)闄C(jī)床本身自由度的增加，可以根據(jù)工件的表面形態(tài)確定最合適的刀具空間姿態(tài)�，F(xiàn)如今，數(shù)控機(jī)床的加工性能已滿足大部分機(jī)械領(lǐng)域中的制造需求，我們現(xiàn)在更加地重視起來數(shù)控機(jī)床的動態(tài)和靜態(tài)特性，對機(jī)床進(jìn)行靜動態(tài)特性的研究可以了解到機(jī)床的剛度、強(qiáng)度、振動、噪聲、熱變形等等，根據(jù)預(yù)測分析結(jié)果優(yōu)化機(jī)床獲得綜合

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 向俊;韓秋實(shí);彭寶營;李大;;車磨復(fù)合機(jī)床主軸系統(tǒng)模態(tài)分析[J];新技術(shù)新工藝;2011年03期

2 劉哲;王紅軍;孫錫娜;韓秋實(shí);;車磨復(fù)合機(jī)床的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與分析[J];機(jī)械制造與自動化;2009年01期

3 王濤;韓秋實(shí);孫志永;;數(shù)控車磨復(fù)合機(jī)床模型參考自適應(yīng)控制系統(tǒng)的研究[J];機(jī)械制造與自動化;2009年04期

4 孫錫娜;韓秋實(shí);楊占璽;;車磨復(fù)合機(jī)床的發(fā)展現(xiàn)狀及關(guān)鍵技術(shù)[J];精密制造與自動化;2008年01期

5 ;意大利開發(fā)出切削靈活性更高的5軸復(fù)合機(jī)床[J];機(jī)械;2005年11期

6 ;復(fù)合機(jī)床:展現(xiàn)強(qiáng)大的加工能力[J];世界制造技術(shù)與裝備市場;2018年03期

7 安虎平;;用于加工特殊螺桿的車-銑復(fù)合機(jī)床設(shè)計(jì)[J];機(jī)電產(chǎn)品開發(fā)與創(chuàng)新;2009年02期

8 保羅·百渡西;;新時代的代表——高柔性復(fù)合機(jī)床[J];機(jī)電新產(chǎn)品導(dǎo)報(bào)(數(shù)控機(jī)床市場);2006年01期

9 徐潤伯;;復(fù)合機(jī)床在曲軸加工中的應(yīng)用[J];金屬加工(冷加工);2016年19期

10 Ann Mazakas;;在車銑復(fù)合機(jī)床上的連續(xù)車削加工[J];現(xiàn)代制造;2008年47期

相關(guān)會議論文 前4條

1 向俊;韓秋實(shí);彭寶營;;車磨復(fù)合機(jī)床工件主軸箱系統(tǒng)模態(tài)分析[A];機(jī)械動力學(xué)理論及其應(yīng)用[C];2011年

2 楊峻;;用車銑復(fù)合機(jī)床加工萬向接頭[A];第二屆民用飛機(jī)制造技術(shù)及裝備高層論壇資料匯編（大會報(bào)告）[C];2010年

3 李淵;申雷;王飛;黃小偉;;基于車銑復(fù)合機(jī)床的銑齒加工工藝研究[A];第八屆中國航空學(xué)會青年科技論壇論文集[C];2018年

4 申雷;鄧強(qiáng);翟沖;陳栓;;WFL車銑復(fù)合加工中心防碰撞的應(yīng)用[A];2018年軍工裝備技術(shù)專刊論文集[C];2018年

相關(guān)重要報(bào)紙文章 前10條

1 MEB記者 李留申;復(fù)合機(jī)床的“多面手”本色[N];機(jī)電商報(bào);2014年

2 本報(bào)記者 楊建琨;國內(nèi)首臺車磨復(fù)合機(jī)床亮相北展[N];中國工業(yè)報(bào);2007年

3 通訊員 胡建武;七軸五聯(lián)重型車銑復(fù)合機(jī)床打破技術(shù)封鎖 武重集團(tuán)再獲國家科學(xué)技術(shù)進(jìn)步二等獎[N];機(jī)電商報(bào);2013年

4 周蒙;國內(nèi)首臺1500mm大口徑非球面超精密車磨復(fù)合機(jī)床研制成功[N];中國質(zhì)量報(bào);2016年

5 MEB記者 李留申;機(jī)床版“私人訂制”[N];機(jī)電商報(bào);2014年

6 本報(bào)記者 鄧文龍;福建宏茂科技走專、精、尖發(fā)展道路[N];中國工業(yè)報(bào);2010年

7 吳秀霞 陳福盈 彭小民;國產(chǎn)螺旋槳用復(fù)合機(jī)床通過鑒定[N];中國船舶報(bào);2011年

8 本報(bào)記者 鄧文龍 通訊員 陳虹;宏茂科技：從制造到“智造”的嬗變升華[N];中國工業(yè)報(bào);2014年

9 張叔偉　劉建平;上海機(jī)床廠突破高精復(fù)合機(jī)床磨削技術(shù)[N];中國工業(yè)報(bào);2010年

10 本報(bào)記者 徐俊霞;JIMITOF2006日商瞄準(zhǔn)海外市場[N];機(jī)電商報(bào);2006年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前1條

1 劉峰;五軸車銑復(fù)合加工功能關(guān)鍵技術(shù)的研究[D];中國科學(xué)院研究生院（沈陽計(jì)算技術(shù)研究所）;2014年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 王巧巧;螺旋槳銑磨復(fù)合機(jī)床動態(tài)特性分析及其結(jié)構(gòu)參數(shù)優(yōu)化[D];重慶理工大學(xué);2019年

2 吳麗媛;多功能復(fù)合機(jī)床誤差測量與建模技術(shù)[D];蘭州理工大學(xué);2019年

3 黃利康;多功能復(fù)合機(jī)床靜動態(tài)特性分析及優(yōu)化[D];蘭州理工大學(xué);2019年

4 曹偉;車銑復(fù)合機(jī)床運(yùn)動學(xué)建模及幾何誤差補(bǔ)償技術(shù)研究[D];合肥工業(yè)大學(xué);2018年

5 李鵬鵬;車銑復(fù)合機(jī)床靜動態(tài)特性分析及結(jié)構(gòu)優(yōu)化[D];西安理工大學(xué);2018年

6 孫蘊(yùn)晨;車銑磨復(fù)合機(jī)床的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及性能優(yōu)化分析[D];西安理工大學(xué);2016年

7 沈丹丹;車磨復(fù)合機(jī)床動態(tài)性能分析[D];東北大學(xué);2012年

8 張圣平;立式車銑復(fù)合機(jī)床的控制技術(shù)與應(yīng)用[D];湖南大學(xué);2016年

9 胡兵兵;數(shù)控多功能復(fù)合機(jī)床運(yùn)動控制卡的研究[D];蘭州理工大學(xué);2009年

10 江國焱;臥式車銑復(fù)合機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)的研發(fā)和精度檢測[D];西安理工大學(xué);2007年

本文編號：2731566