本文關鍵詞：小型旋轉雕刻機的設計研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：小型旋轉雕刻機的出現(xiàn)為現(xiàn)代人對生活各個方面需求的物質質量要求越來越高、品種越來多樣化、產品越來越小型化和精密化提供了加工條件。機架為小型旋轉雕刻機的關鍵支撐部件,應具備優(yōu)秀的靜動態(tài)特性,決定著機床整體性能。機架結構的主要部件包括橫梁、支臂和底座,這些部件的結構對機架的變形量、應力、剛度、穩(wěn)定性和抗振性有著重要的影響。針對這些問題,本文利用Solidworks對機床進行三維建模和ANSYS Workbench對機架進行有限元分析,主要做了以下幾個方面的的研究： (1)根據(jù)國內外的研究,確定本文研究的重點：運動控制系統(tǒng)的關鍵零部件的計算校核、機架結構優(yōu)化的有限元仿真分析和實驗模態(tài)分析對比。 (2)首先對小型旋轉雕刻機進行整體設計,初步設計出雕刻機的床身結構是以機架為承載體的整體式機架結構：然后對雕刻機X、Y、Z三個方向運動控制系統(tǒng)的關鍵部件：滾珠絲杠、軸承和伺服電機進行計算、選型和校核。 (3)利用ANSYS Workbench對機架初始設計方案進行有限元分析,主要包括靜力學分析和動力學分析。通過靜力學分析,得到機架的最大變形量、最大應力值以及機架的薄弱地方；通過動力學分析,提取前12階的模態(tài)和X、Y、Z三個方向的諧響應頻譜曲線,進行機架動態(tài)特性的分析。 (4)依據(jù)對機架結構初始設計的靜、動力學特性分析結果指導機架的結構改進,首先對機架進行逐步改進,包括支臂結構優(yōu)化和橫梁結構優(yōu)化,通過靜力學分析找到較優(yōu)的改進方案；然后以逐步改進得到較優(yōu)方案為基礎對機架的整體優(yōu)化進行動力學分析,使改進后的機架性能得到提高。 (5)對優(yōu)化改進后的機架進行實驗平臺搭建,利用試驗模態(tài)測試系統(tǒng)LMSTest.Lab9A對機架進行單點激勵多點輸出的錘擊模態(tài)實驗,最后與仿真分析模態(tài)進行驗證,確認了仿真分析的可靠性。
【關鍵詞】：旋轉雕刻機 機架 ANSYS Workbench 有限元分析 試驗模態(tài)分析
【學位授予單位】：廣東工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2014
【分類號】：TH122
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-7
• 目錄7-10
• CONTENTS10-13
• 第一章 緒論13-20
• 1.1 課題研究的背景和意義13-15
• 1.2 國內外研究現(xiàn)狀15-19
• 1.2.1 四軸旋轉雕刻機的設計研究15-16
• 1.2.2 機床設計的靜力學研究16-17
• 1.2.3 機床設計的動力學研究17-18
• 1.2.4 機床的模態(tài)測試研究18-19
• 1.3 課題的來源及主要內容19-20
• 1.3.1 課題的來源19
• 1.3.2 課題研究的主要內容19-20
• 第二章 小型旋轉雕刻機的設計及計算20-35
• 2.1 小型旋轉雕刻機的規(guī)格要求20
• 2.2 小型旋轉雕刻機初始設計方案20-25
• 2.2.1 機床機架的設計21-22
• 2.2.2 橫梁的設計22-23
• 2.2.3 支臂的設計23-24
• 2.2.4 底座的設計24-25
• 2.3 機床加工過程中力的計算25-28
• 2.3.1 旋轉部件夾持力的計算25-26
• 2.3.2 銑削力和鉆削力的計算26-28
• 2.4 傳動控制關鍵零部件的計算與校核28-34
• 2.4.1 X軸滾珠絲桿的設計計算28-31
• 2.4.2 X軸傳動控制部件的校核計算31-32
• 2.4.3 X軸伺服電機的計算設計及其校核32-33
• 2.4.4 Y軸和Z軸運動控制系統(tǒng)的設計及其校核33-34
• 2.5 本章小結34-35
• 第三章 小型旋轉雕刻機結構的有限元分析35-52
• 3.1 有限元分析概述35-36
• 3.2 旋轉雕刻機機架的有限元靜力學分析36-44
• 3.2.1 理論基礎36
• 3.2.2 機架的有限元靜力學仿真分析36-42
• 3.2.3 機架靜力學有限元仿真結果42-44
• 3.3 旋轉雕刻機機架的有限元動力學分析44-51
• 3.3.1 理論基礎44-46
• 3.3.2 機架有限元動力學仿真分析46-51
• 3.4 本章小結51-52
• 第四章 小型旋轉雕刻機結構的優(yōu)化52-69
• 4.1 鑄鐵結構件的結構優(yōu)化原則52-53
• 4.2 優(yōu)化支臂結構53-60
• 4.2.1 支臂長寬尺寸優(yōu)化方案及其靜力學分析54-55
• 4.2.2 半圓柱肋優(yōu)化支臂內部結構方案及其靜力學分析55-57
• 4.2.3 肋板優(yōu)化支臂內部結構方案及其靜力學分析57-58
• 4.2.4 支臂壁厚優(yōu)化方案及其靜力學分析58-59
• 4.2.5 加支臂封閉板優(yōu)化方案及其靜力學分析59-60
• 4.3 優(yōu)化橫梁結構60-63
• 4.3.1 橫梁結構的優(yōu)化方案60-62
• 4.3.2 橫梁結構優(yōu)化方案的靜力學分析62-63
• 4.4 機架優(yōu)化方案的動力學分析63-67
• 4.4.1 模態(tài)特性分析63-66
• 4.4.2 諧響應特性分析66-67
• 4.5 本章小結67-69
• 第五章 平臺搭建及模態(tài)測試69-80
• 5.1 平臺搭建69-71
• 5.1.1 小型旋轉雕刻機機床主體架構的搭建69-70
• 5.1.2 模態(tài)測試平臺的搭建70-71
• 5.2 試驗模態(tài)的測試71-79
• 5.2.1 試驗模態(tài)的理論基礎71-73
• 5.2.2 試驗模態(tài)的測試73-75
• 5.2.3 測試結果的處理75-78
• 5.2.4 試驗模態(tài)與有限元仿真的對比78-79
• 5.3 本章小結79-80
• 結論與展望80-82
• 參考文獻82-86
• 攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文86-88
• 致謝88-89
• 附錄Ⅰ89-92
• 附錄Ⅱ92

【引證文獻】

中國碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 白生瑋;焦炭裝車密實機理與設備的開發(fā)研究[D];太原理工大學;2016年

  本文關鍵詞：小型旋轉雕刻機的設計研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：335195