基于快速三维建模仿真平台的滚柱直线导轨副动静刚度研究
本文关键词: 滚柱直线导轨 快速建模 静刚度 动刚度 出处:《山东建筑大学》2017年硕士论文 论文类型:学位论文
【摘要】:工业现代化所需的各类装备和设施离不开高档数控机床,其性能、质量和拥有量已成为当今衡量一个国家工业化水平、综合国力的重要标志。导轨副作为数控机床的关键导向部件,其开发周期要求越来越短,如何高效地研发优化导轨副是制造业的当务之急。本文在国家科技重大专项(2012 ZX04002-013)资助下,开发了导轨副的三维快速建模仿真平台,对实际工况下的导轨静刚度、动刚度进行了研究,进而对导轨副结构优化,对于提高导轨副综合性能、缩短导轨副的研发周期具有重要的意义,其具体内容如下:(1)查阅了大量国内外相关文献,总结了国内外关于导轨副刚度模型建立及研究方法的现状和快速建模研究现状。(2)基于导轨副选型过程,建立了面向客户及设计人员的快速建模系统,实现了结构参数化驱动的三维建模,设计了人机交互界面,该平台能够缩短导轨副的研发周期,提高了研发人员的工作效率。(3)利用快速建模仿真平台建立导轨副三维模型,应用Workbench有限元软件对其进行静刚度的有限元分析,分析了滚柱直线导轨静刚度的主要影响因素,结合直线导轨静刚度的试验,验证了Workbench有限元仿真的求解结果的合理性。(4)利用快速建模仿真平台建立导轨副三维模型,应用Workbench有限元软件对其进行动刚度的有限元分析,使用Workbench分析了滑块在不同位置时的振型和固有频率,同时对现有滚柱直线导轨副进行了模态试验,验证了相应的有限元仿真结果。(5)基于正交试验对滚柱直线导轨静刚度进行了试验设计,分析了滚柱半径、滚柱长度及材料类型对静刚度的敏感性,探讨了提高滚柱直线导轨刚度指标的技术途径。
[Abstract]:All kinds of equipment and facilities needed for industrial modernization can not be separated from high-grade numerical control machine tools. Its performance, quality and possession have become a measure of a country's industrialization level. As a key guiding part of CNC machine tool, the development cycle of guide rail pair is getting shorter and shorter. How to develop and develop the optimized guideway pair efficiently is an urgent task for manufacturing industry. In this paper, a 3D rapid modeling and simulation platform for the guideway pair is developed with the aid of the National Science and Technology Project 2012 ZX04002-013. The static stiffness of the guideway under the actual working condition is studied. The dynamic stiffness is studied, and then the structure optimization of the guideway pair is carried out, which is of great significance for improving the comprehensive performance of the guideway pair and shortening the research and development cycle of the guideway pair. The specific contents are as follows: 1) A large number of relevant documents at home and abroad have been consulted. Based on the selection process of guideway pair, a rapid modeling system for customers and designers is established. The 3D modeling of structural parameterized driving is realized, and the man-machine interface is designed. The platform can shorten the research and development period of the guide rail pair, and improve the work efficiency of the R & D personnel. (3) the 3D model of the guide rail pair is established by using the rapid modeling and simulation platform. The static stiffness of roller linear guide rail is analyzed by using the finite element software Workbench, and the main influencing factors of the static stiffness of the roller linear guide rail are analyzed, combined with the test of the static stiffness of the linear guide rail. The rationality of the solution of Workbench finite element simulation is verified. The 3D model of guideway pair is established by using the rapid modeling and simulation platform, and the dynamic stiffness is analyzed by using Workbench finite element software. The mode shapes and natural frequencies of the slider at different positions are analyzed by Workbench, and the modal tests are carried out on the existing roller linear guideway pairs. Based on orthogonal test, the static stiffness of roller linear guide rail is designed. The sensitivity of roller radius, roller length and material type to static stiffness is analyzed. The technical ways to improve the stiffness index of roller linear guideway are discussed.
【学位授予单位】:山东建筑大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TG659;TP391.9
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,本文编号:1521371
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