石材异形板材加工中心的研究与设计
本文选题:石材板材 + 加工中心 ; 参考:《华中科技大学》2014年硕士论文
【摘要】:随着建筑装饰的发展和物质生活水平的提高,市场对石材异形板材制品的需求急剧增加。我国自主研发的石材加工设备生产效率低下,而国外先进设备价格昂贵,难以在国内石材加工中普及。桥式龙门结构的石材异形板材加工中心,是理想的异形板材制品的加工制备。分析异形板材的加工需求,研究和设计石材异形板材加工中心,对丰富国内石材加工设备,提高异形石材制品的加工工艺性能,带动石材产业的发展具有重要的意义。 对石材的材料特性和材料去除机理进行讨论,运用加工过程中切削力与主轴转速、进给速度等参数的变化规律及经验公式,分析石材工件的高效加工工艺参数组合,为确定石材异形板材加工中心的技术指标提供依据,并为仿真分析提供载荷参考。 结合适宜的加工工艺参数,设计异形板材加工中心的主要技术参数。设计总体结构,从加工中心的床身、横梁、伺服进给系统、主轴、刀具交换系统等功能部件出发,通过多方案设计,对各方案进行优缺点比较,选用最佳的设计方案。 根据所选方案,轻量化设计加工中心的横梁部件,结合不同工况下的切削力和进给速度,对进给传动系统的滚珠丝杠、滚动轴承进行参数计算和校验,驱动电机满足转矩要求和加速性能,刀具交换系统进行刀盘设计、驱动计算、转动定位机构设计,主轴部分的滑枕和辅助装置也有相应的详细设计。 利用模态分析辨别加工中心整机在危险位置处的固有频率及振型,确保工作频率远离固有频率,避免加工中心共振。利用瞬态动力学仿真,,分析加工中心在不同冲击载荷作用下的最大变形,验证机床结构设计的合理性。
[Abstract]:With the development of architectural decoration and the improvement of material living standard, the market demand for stone shaped sheet products increases sharply. The production efficiency of the independently developed stone processing equipment in our country is low, but the foreign advanced equipment is expensive, so it is difficult to popularize in the domestic stone processing. Bridge type gantry structure stone shaped plate processing center, is an ideal processing of special-shaped plate products preparation. It is of great significance to analyze the processing demand of special-shaped plate and to study and design the machining center of special-shaped stone plate. It is of great significance to enrich the domestic stone processing equipment, improve the processing process performance of special-shaped stone products and promote the development of stone industry. This paper discusses the material characteristics and material removal mechanism of stone, and analyzes the combination of high efficiency processing technology parameters of stone workpiece by using the variation law and empirical formula of cutting force and spindle speed, feed speed and other parameters in the process of processing. It provides the basis for determining the technical index of the stone special-shaped plate machining center, and provides the load reference for the simulation analysis. The main technical parameters of special-shaped sheet metal machining center are designed according to the appropriate processing parameters. The overall structure is designed and the advantages and disadvantages of each scheme are compared and the best design scheme is selected from the function parts of the machining center such as bed, beam, servo feed system, spindle, tool exchange system and so on. According to the selected scheme, the beam parts of the machining center are designed lightweight, and the parameters of the ball screw and the rolling bearing of the feed drive system are calculated and checked by combining the cutting force and the feed speed under different working conditions. The drive motor meets the requirements of torque and acceleration. The tool switching system is designed for the cutter head, driving calculation, rotation positioning mechanism, and the sliding pillow and auxiliary device of the main shaft are also designed in detail. The modal analysis is used to distinguish the natural frequency and mode shape of the machining center machine at the dangerous position to ensure that the working frequency is far away from the natural frequency and to avoid machining center resonance. By using transient dynamic simulation, the maximum deformation of machining center under different impact loads is analyzed, and the rationality of machine tool structure design is verified.
【学位授予单位】:华中科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2014
【分类号】:TU754.4
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本文编号:2049787
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