TD500A立式钻攻加工中心的关键结构的设计与改进

发布时间：2020-11-05 03:53

　　对于机械工业而言,装备制造业的地位是不言而喻的,国民经济的任何一个部门都需要机械工业为其提供工作母机。相关统计数据显示,2017年我国高端装备制造业的市场占比提高到了15%,复合增长率达到了32.3%,预计到2022年我国装备制造业的市场占有率将提高到25%。在现阶段,我国装备制造业还面临着一系列发展难题,比如钻孔加工中心等高精尖的技术发展水平欧美装备制造业非常领先的国家相比还存在着巨大的差距,这就导致我国相关产业大而不强,缺乏核心竞争力。在世界产业格局调整、国内机床市场需求持续增长的当下,开发高性能的高速加工中心势在必行。本文结合当前高速加工技术的发展现状,参考国内外相关产品的研究现状及主要性能参数,确定了加工中心结构优化设计研究的主要研究内容及技术路线。首先以国内外同类型机床参数为基础,结合本机床研发所针对的加工对象及加工目的,综合分析市场需求、加工成本等因素,最终确定机床的初始参数;结合机床可靠性高、精度高、刚度高的特点,分析各种加工中心的结构布局,确定了机床总体布局方案。在确定总体布局的基础上,对机床主体结构,包括床身、立柱、工作台及滑台等结构进行优化设计,同时对机床的三向进给传动结构、刀库及其它辅助机构等机构进行优化设计。在最后采用目前应用十分广泛的solid works工程制图软件对机床整体进行三维建模,对机床的主要功能部件进行仿真分析,并且采用有限元软件ansys对模型进行了网格划分和有限元的优化分析,根据分析结果对机床的功能以及结构进行验证。大连机床集团TD500A立式加工中心是引进国际上领先的技术,通过自主研发所生产的全新一代的数控设备。在工作台上通过一次性的装夹就可以完成零件的铣钻加工以及扩孔攻丝加工。该立式加工中心在我国的汽车零部件加工、航天产业、军工产业、模具加工行业的众多领域有着广泛的应用,尤其适合于盘型零件,板形零件、壳体类零件的加工。在本论文设计基础上,大连机床集团已实现样机生产,经过其性能测试及性能评估,其结构满足了设计的各种性能的要求。
【学位单位】：大连理工大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TG659
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 课题背景
    1.2 国内外相关产品及研究现状
    1.3 本文主要研究内容及技术路线
2 机床整体设计方案设计
    2.1 “3C”产品的加工工艺流程
    2.2 机床总体布局的确定
    2.3 立式钻攻加工中心的结构分析
        2.3.1 主传动系统结构形式
        2.3.2 进给传动系统结构形式
    2.4 机床主要技术指标的初始参数的拟定
3 机床结构设计
    3.1 机床结构设计要素
        3.1.1 机床主体材料
        3.1.2 主体结构部件的时效处理
        3.1.3 机床主体结构的截面形状设计
        3.1.4 加强筋的设计
    3.2 机床主体结构设计
        3.2.1 工作台及滑台模型设计
        3.2.2 立柱模型设计
        3.2.3 床身模型设计
    3.3 三向进给传动结构设计
    3.4 刀库
4 机床主要结构部件有限元分析
    4.1 有限元分析简介
    4.2 机床主要结构部件的有限元分析
        4.2.1 床身模型的有限元分析
        4.2.2 立柱模型的有限元分析
        4.2.3 滑台模型的有限元分析
        4.2.4 工作台模型的有限元分析
5 机床传动系统设计
    5.1 主传动系统的主要参数确定
    5.2 主传动功率–扭矩特性分析
    5.3 三向进给传动系统理论分析及计算选型
        5.3.1 滚珠丝杠及伺服电机的选择与计算
    5.4 主轴传动结构原理及设计
    5.5 机床主轴的优化设计及动平衡实验
        5.5.1 机床主轴的动平衡试验
        5.5.2 机床主轴的改进设计
        5.5.3 机床主轴优化后动平衡试验
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表学术论文情况
致谢

【参考文献】

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