本文選題：高速臥式加工中心 + 支承件(立柱)　； 參考：《蘭州理工大學(xué)》2017年碩士論文

【摘要】：高速臥式加工中心是現(xiàn)代制造體系中高效且精密加工的核心制造裝備。作為其本體結(jié)構(gòu)的支承件,不僅在布局、質(zhì)量與材料等方面影響著機(jī)床的整體性能,其靜態(tài)、動(dòng)態(tài)和受熱特性更對(duì)機(jī)床的精度和可靠性產(chǎn)生著重要影響。本課題以高速臥式加工中心典型支承件中的立柱作為研究對(duì)象,基于對(duì)國(guó)內(nèi)外技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀和研究方法的分析,形成基本研究思路和構(gòu)架,進(jìn)而進(jìn)行相關(guān)理論與方法的分析,討論以立柱為代表的機(jī)床支承件的設(shè)計(jì)、計(jì)算和分析思路與方法。在研究過(guò)程中,通過(guò)對(duì)高速切削、機(jī)床結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、支承件設(shè)計(jì)等理論和主流方法的學(xué)習(xí),結(jié)合對(duì)機(jī)床結(jié)構(gòu)優(yōu)化方法、有限元計(jì)算分析方法和結(jié)構(gòu)拓?fù)鋬?yōu)化方法的學(xué)習(xí)和應(yīng)用,決定采用以限元方法為主要設(shè)計(jì)計(jì)算手段的機(jī)床支承件動(dòng)靜態(tài)特性的計(jì)算和分析方法。在基于前期分析和設(shè)計(jì)的結(jié)論之上,對(duì)立柱進(jìn)行了靜態(tài)和動(dòng)態(tài)特性的分析。在靜態(tài)分析方面,通過(guò)對(duì)其與主軸系統(tǒng)在特定工作狀況下受載應(yīng)力與應(yīng)變的分析,發(fā)現(xiàn)其該方案靜態(tài)特性在強(qiáng)度方面足夠,剛度方面需要再優(yōu)化。通過(guò)對(duì)立柱各階模態(tài)的分析得出其在不同階數(shù)下的固有頻率和振型,發(fā)現(xiàn)這種方案的低階固有頻率和形變量較理想。基于對(duì)加工中心立柱動(dòng)靜、態(tài)特性的分析結(jié)論,提出了“在立柱本體連接部位加肋”和“更改加強(qiáng)肋形式”兩種結(jié)構(gòu)優(yōu)化的方案,同時(shí)也結(jié)合經(jīng)驗(yàn)分析提出了“去除立柱后方上部部分材料”和“立柱兩側(cè)適量減材”的兩輕量化設(shè)計(jì)方案。通過(guò)對(duì)以上四種方案各自六階模態(tài)數(shù)據(jù)的對(duì)比,得出立柱設(shè)計(jì)方案的優(yōu)化對(duì)比結(jié)論。
[Abstract]:High-speed horizontal machining center is the core manufacturing equipment of high efficiency and precision machining in modern manufacturing system. As the supporting part of its body structure, it not only affects the overall performance of the machine tool in terms of layout, quality and material, but also its static, dynamic and thermal characteristics have an important impact on the accuracy and reliability of the machine tool. Based on the analysis of the status quo and research methods of the domestic and foreign technology application, the basic research ideas and framework are formed, and then the related theories and methods are analyzed, taking the columns in the typical support parts of the high speed horizontal machining center as the research object, and based on the analysis of the present situation and research methods of the technology at home and abroad. This paper discusses the design, calculation and analysis ideas and methods of machine tool supports represented by columns. In the course of the research, by studying the theories and mainstream methods of high speed cutting, machine tool structure design, support design and so on, combined with the study and application of machine tool structure optimization method, finite element calculation and analysis method and structure topology optimization method, The method of calculating and analyzing the dynamic and static characteristics of machine tool supporting parts is decided to use the finite element method as the main design method. Based on the previous analysis and design, the static and dynamic characteristics of the column are analyzed. In the aspect of static analysis, it is found that the static characteristic of the scheme is sufficient in strength and stiffness needs to be optimized. The natural frequencies and modes of the columns with different orders are obtained by analyzing the modes of the columns. It is found that the low order natural frequencies and the deformation of this scheme are ideal. Based on the analysis of the dynamic and dynamic characteristics of the column in the machining center, two structural optimization schemes, "adding ribs in the connecting part of the column body" and "changing the form of the strengthened rib", are put forward. At the same time, two lightweight design schemes, "removing the material from the upper part of the rear of the column" and "reducing the material on both sides of the column", are also put forward based on the empirical analysis. Based on the comparison of the six-order modal data of the four schemes above, the conclusion of the optimization of the column design scheme is obtained.
【學(xué)位授予單位】：蘭州理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TG659

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：1923986