發(fā)布時間：2020-02-16 18:57

【摘要】：車銑復合加工中心把車削和銑削加工進行工藝集成,可實現(xiàn)工件的同基準多工序集成加工,有利于提高零件的制造精度。斜床身和主軸箱是車銑復合加工中心的重要零部件,其結構的強度、剛度及熱變形都會直接影響機床的加工精度。研究機床的主要零部件的強度、剛度、熱特性,為改善其幾何精度具有重要的現(xiàn)實價值。本文針對MJ-520MC/Y數(shù)控車銑復合加工中心的斜床身進行剛性設計分析,探討建立有利于仿真分析的虛擬樣機的方法;對斜床身數(shù)控車銑復合加工中心的受力情況進行分析,將典型工況下的切削力(銑削力)、床身上方各機床零部件的重力折算到床身上,得出了斜床身的載荷參數(shù)。運用有限元分析方法對其斜床身進行靜力學分析和穩(wěn)態(tài)熱分析,斜床身的最高溫度點隨著時間的增加而升高,斜床身在t=60s后達到穩(wěn)態(tài)。探討載荷、溫度兩者共同作用時對斜床身的應力應變的影響,得到其斜床身的熱力耦合變形中的最大綜合變形及位置,提出了斜床身改進優(yōu)化的基本思路,對斜床身的上導軌進行結構改進,增加上導軌厚度。對斜床身進行模態(tài)分析,得出斜床身前六階的固有頻率和振型,根據(jù)模態(tài)分析結果,對斜床身進行優(yōu)化改進,增加上導軌和底座厚度,改進后斜床身前三階固有頻率得到提高。對主軸箱其軸承摩擦力矩及發(fā)熱量進行計算,得到其主要熱源的發(fā)熱量。利用順序耦合法對主軸箱裝配體進行模擬分析,得到其最大總變形及所在位置。提出了提高內(nèi)部散熱能力和后軸承浮動安裝方式的主軸箱結構優(yōu)化方案。
【圖文】：

對機床的虛擬樣機模型進行反復修改以及改變整體的設計方案，直到其工作性能得到設計滿足，最大限度地縮短設計周期和減少企業(yè)開發(fā)成本[9]。通過對虛擬樣機進行有限元分析得出的分析結果，為機床的合理化設計提供了更為方便的方法。1.2 車銑復合加工中心的結構及原理在已有的“MJ-520MC 車削中心”基礎上，研制出 MJ-520MC/Y 型斜床身加工中心，這種型號的技術水平與原機型進行對比，是一種全新的更為高檔的產(chǎn)品[6]。1.2.1 主要用途及規(guī)格MJ-520MC/Y 是一種兼具銑削、鉆削、車削等功能的車銑復合加工中心[10]，其配置刀架為臥式回輪動力型，通過直接驅動 X 進給軸，形成虛擬 Y 軸[11]。圖 1.1 為外觀照片，圖 1.2 為結構布局圖[11]。

濟南大學碩士學位論文3圖 1.2 機床結構布局圖1.2.2 機床的主要優(yōu)點傳統(tǒng)車銑復合加工中多數(shù)利用極坐標插補的方式進行銑削加工工件，加工效率低下、適用范圍窄，屬于比較低端的產(chǎn)品[12-16]。目前常用結構大部分是伺服電動機驅動滾珠絲杠及 Y 軸滑板，實現(xiàn)直線進給，從而形成直接的 Y 軸運動，形成較大 Y 軸行程。但結構自身不足較多，主要為：加工表面精度低，受力不合理，加工質量難以得到保證；二是機床結構尺寸較大，需要的加工材料多、占地面積大[17-19]。虛擬“Y”軸結構較好的彌補了上述缺點，，其滿足上述功能的主要原因有以下幾點，一是為“Y”軸的復合運動的結構構成，主要是相互配合實現(xiàn)，其結構布局決定了其機床剛性。當機床進行強力車削加工時，這種優(yōu)點表現(xiàn)的淋漓盡致，有更高的加工精度和加工效率[20-24]。機床的實際加工過程中，加工出精度較高的
【學位授予單位】：濟南大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：TG659

【參考文獻】

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1 魏子堯;昃向博;呂守堂;公培強;鮑紅生;鄧濤;;機床床身模態(tài)分析及結構改進[J];現(xiàn)代制造技術與裝備;2016年12期

2 馬軍旭;趙萬華;張根保;;國產(chǎn)數(shù)控機床精度保持性分析及研究現(xiàn)狀[J];中國機械工程;2015年22期

3 吳玉厚;任宇航;王卿源;;HTM125車銑復合加工中心主軸箱的動力學特性[J];沈陽建筑大學學報(自然科學版);2015年02期

4 王建軍;李文祥;楊紅軍;李小飛;;基于插補Y軸的車銑復合加工中心總體結構布局設計及性能分析[J];機械工程師;2014年10期

5 易逢春;;采用車銑復合加工提高生產(chǎn)率[J];金屬加工(冷加工);2013年21期

6 包華明;劉江;蔡鳴;;基于ADAMS的VTD350進給伺服系統(tǒng)的仿真與分析[J];機械設計與制造;2013年03期

7 劉慶杰;高宏力;張永勝;;數(shù)控機床精度動態(tài)評估技術研究[J];組合機床與自動化加工技術;2012年09期

8 楊偉偉;劉德平;高建設;;加工中心精度可靠性分析[J];機械設計與制造;2012年03期

9 李繼中;;改善數(shù)控機床精度的方法探索與分析[J];工具技術;2012年01期

10 吳寶海;嚴亞南;羅明;張定華;;車銑復合加工的關鍵技術與應用前景[J];航空制造技術;2010年19期

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1 王帥;HTM40100h車銑復合加工中心關鍵技術研究[D];大連理工大學;2014年

2 田恒;CX8075進給系統(tǒng)的靜動態(tài)分析及優(yōu)化[D];鄭州大學;2014年

3 王井;車銑復合加工機床虛擬樣機的研究[D];東北大學;2011年

4 白文吉;xk2120數(shù)控機床動力學建模與分析[D];東北大學;2010年

5 苗壯;臥式車銑復合加工中心有限元分析[D];吉林大學;2009年

6 劉秀臣;臥式車銑復合機床的精度檢測和誤差補償[D];西安理工大學;2008年

7 王玨;高速精密五軸聯(lián)動加工中心結構設計及性能研究[D];四川大學;2005年

本文編號：2580188