立式加工中心振动特性分析与结构优化
发布时间：2022-05-08 16:43
随着科学技术的不断发展,现代机械产品的加工对数控机床的加工精度和加工效率提出了更高的要求,加工中心因其高效率、高精度、高稳定性等特点,在机械行业得到了广泛应用。而加工中心的振动特性直接影响机床的加工精度,因此分析加工中心整机及其主要零部件的振动特性至关重要。本文以某企业自主研发的G7龙门立式加工中心为研究对象,研究了其整机及主要零部件的振动特性,并对关键部位进行优化设计,具体工作主要包括以下几个方面:首先,对立式加工中心进行了模态试验和振动测试,采用移动力锤法获取了整机的模态参数,通过变切深振动实验获取了立式加工中心在工作状态下的振动数据。经过对实验数据的分析,发现了使立式加工中心产生振动的主要频率,并对这些频率的来源进行了分析。其次,对立式加工中心整机进行了三维建模,并建立其有限元模型,利用有限元法对立式加工中心整机进行了模态分析和谐响应分析,通过计算结果和实验数据的对比,验证了有限元模型建立的准确性。同时,对立式加工中心的主要零部件主轴箱、横梁和立柱进行模态分析。通过对计算结果的分析,发现了立式加工中心的薄弱环节,并确定主轴箱和横梁为接下来优化的主要部件。最后,基于有限元模型,对横...
【文章页数】：64 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 课题背景
1.2 国内外研究现状
1.2.1 数控机床研究现状
1.2.2 数控机床振动特性研究现状
1.3 课题研究意义
第2章 振动特性分析方法
2.1 理论解析法
2.2 有限元法
2.3 试验模态法
2.4 本章小结
第3章 立式加工中心振动特性试验研究
3.1 模态测试
3.1.1 模态测试原理及实验目的
3.1.2 测试装置及实验过程
3.2 振动测试分析
3.2.1 测试装置及实验过程
3.2.2 振动信号分析
3.3 本章小结
第4章 立式加工中心动态特性仿真
4.1 有限元模型建立
4.2 整机有限元仿真
4.2.1 模态分析
4.2.2 谐响应分析
4.3 关键零部件模态仿真
4.3.1 主轴箱模态分析
4.3.2 横梁模态分析
4.3.3 立柱模态分析
4.4 本章小结
第5章 立式加工中心关键部位结构优化
5.1 结构优化理论
5.1.1 拓扑优化基本概念
5.1.2 尺寸优化
5.2 主轴箱尺寸优化
5.2.1 主轴箱静态特性分析
5.2.2 主轴箱尺寸优化
5.2.3 主轴箱尺寸优化结果分析
5.3 横梁优化
5.3.1 横梁拓扑优化
5.3.2 横梁结构设计
5.3.3 横梁优化结果分析
5.4 本章小结
第6章 结论与展望
6.1 结论
6.2 展望
参考文献
在学研究成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]BFPC机床龙门框架组件优化设计及综合性能分析[J]. 沈佳兴,徐平,于英华,郑思贤. 机械工程学报. 2019(09)
[2]看技术创新变幻 赞中国机床进步——CIMT2017加工中心评述[J]. 徐正平. 世界制造技术与装备市场. 2017(05)
[3]国产数控机床的技术现状与对策[J]. 赵万华,张星,吕盾,张俊. 航空制造技术. 2016(09)
[4]高效立式加工中心立柱静动态分析与结构优化[J]. 杜金萍,何松彬,赵强. 煤矿机械. 2015(01)
[5]高速精密加工中心整机动态性能分析[J]. 王富强,芮执元,雷春丽,冯瑞成. 兰州理工大学学报. 2014(01)
[6]某型号加工中心整机动态特性有限元分析与测试[J]. 李明林,叶伟,李济泽. 机床与液压. 2013(23)
[7]立式加工中心床身静动态特性分析及优化[J]. 高东强,陈超群,马金锋,杨飞. 机械设计与制造. 2013(12)
[8]GMF3022龙门加工中心横梁的模态及谐响应分析[J]. 季彬彬,张森,杨玉萍,邱自学,刘传进,任东. 组合机床与自动化加工技术. 2013(10)
[9]立式加工中心VMC850E床身结构动态特性分析[J]. 刘伯聪,李焱,谢志坤,史科科,路平. 机械设计与制造. 2013(10)
[10]CK5116数控立式车床整机模态分析[J]. 侯力轩,殊海燕,张廷波,汪孝林. 机械设计与制造. 2012(07)
博士论文
[1]机床运动链及其零件的结构设计方法研究[D]. 申会鹏.大连理工大学 2017
[2]机床静态精度的机构模型与结构工艺性研究[D]. 孙永平.大连理工大学 2015
[3]连续体结构拓扑优化理论与应用研究[D]. 左孔天.华中科技大学 2004
硕士论文
[1]KVC600立式加工中心加工误差及运行可靠性分析研究[D]. 陈鹏宇.西南交通大学 2017
[2]高速立式加工中心进给机构静动态特性分析[D]. 桂翔.安徽工业大学 2016
[3]XA5032铣床的数控改造研究[D]. 张红.东北大学 2015
[4]KVC800立式加工中心动态特性研究[D]. 谭清雅.湖南科技大学 2015
[5]斜床身车床的导轨尺寸和床身结构优化设计[D]. 刘建栋.大连理工大学 2014
[6]SGM50A卧式加工中心动态特性分析及关键部件的优化[D]. 吴玲丽.南京理工大学 2014
[7]机床支承件及固定联接部的结构分析与设计[D]. 赵强.大连理工大学 2013
[8]精密数控加工中心整机特性分析[D]. 张彬.大连理工大学 2012
[9]数控机床模态实验的激励点选择和响应测点布置优化[D]. 白向贺.华中科技大学 2012
[10]立式加工中心动态性能分析与优化[D]. 王轶.清华大学 2011
本文编号：3652010
【文章页数】：64 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 课题背景
1.2 国内外研究现状
1.2.1 数控机床研究现状
1.2.2 数控机床振动特性研究现状
1.3 课题研究意义
第2章 振动特性分析方法
2.1 理论解析法
2.2 有限元法
2.3 试验模态法
2.4 本章小结
第3章 立式加工中心振动特性试验研究
3.1 模态测试
3.1.1 模态测试原理及实验目的
3.1.2 测试装置及实验过程
3.2 振动测试分析
3.2.1 测试装置及实验过程
3.2.2 振动信号分析
3.3 本章小结
第4章 立式加工中心动态特性仿真
4.1 有限元模型建立
4.2 整机有限元仿真
4.2.1 模态分析
4.2.2 谐响应分析
4.3 关键零部件模态仿真
4.3.1 主轴箱模态分析
4.3.2 横梁模态分析
4.3.3 立柱模态分析
4.4 本章小结
第5章 立式加工中心关键部位结构优化
5.1 结构优化理论
5.1.1 拓扑优化基本概念
5.1.2 尺寸优化
5.2 主轴箱尺寸优化
5.2.1 主轴箱静态特性分析
5.2.2 主轴箱尺寸优化
5.2.3 主轴箱尺寸优化结果分析
5.3 横梁优化
5.3.1 横梁拓扑优化
5.3.2 横梁结构设计
5.3.3 横梁优化结果分析
5.4 本章小结
第6章 结论与展望
6.1 结论
6.2 展望
参考文献
在学研究成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]BFPC机床龙门框架组件优化设计及综合性能分析[J]. 沈佳兴,徐平,于英华,郑思贤. 机械工程学报. 2019(09)
[2]看技术创新变幻 赞中国机床进步——CIMT2017加工中心评述[J]. 徐正平. 世界制造技术与装备市场. 2017(05)
[3]国产数控机床的技术现状与对策[J]. 赵万华,张星,吕盾,张俊. 航空制造技术. 2016(09)
[4]高效立式加工中心立柱静动态分析与结构优化[J]. 杜金萍,何松彬,赵强. 煤矿机械. 2015(01)
[5]高速精密加工中心整机动态性能分析[J]. 王富强,芮执元,雷春丽,冯瑞成. 兰州理工大学学报. 2014(01)
[6]某型号加工中心整机动态特性有限元分析与测试[J]. 李明林,叶伟,李济泽. 机床与液压. 2013(23)
[7]立式加工中心床身静动态特性分析及优化[J]. 高东强,陈超群,马金锋,杨飞. 机械设计与制造. 2013(12)
[8]GMF3022龙门加工中心横梁的模态及谐响应分析[J]. 季彬彬,张森,杨玉萍,邱自学,刘传进,任东. 组合机床与自动化加工技术. 2013(10)
[9]立式加工中心VMC850E床身结构动态特性分析[J]. 刘伯聪,李焱,谢志坤,史科科,路平. 机械设计与制造. 2013(10)
[10]CK5116数控立式车床整机模态分析[J]. 侯力轩,殊海燕,张廷波,汪孝林. 机械设计与制造. 2012(07)
博士论文
[1]机床运动链及其零件的结构设计方法研究[D]. 申会鹏.大连理工大学 2017
[2]机床静态精度的机构模型与结构工艺性研究[D]. 孙永平.大连理工大学 2015
[3]连续体结构拓扑优化理论与应用研究[D]. 左孔天.华中科技大学 2004
硕士论文
[1]KVC600立式加工中心加工误差及运行可靠性分析研究[D]. 陈鹏宇.西南交通大学 2017
[2]高速立式加工中心进给机构静动态特性分析[D]. 桂翔.安徽工业大学 2016
[3]XA5032铣床的数控改造研究[D]. 张红.东北大学 2015
[4]KVC800立式加工中心动态特性研究[D]. 谭清雅.湖南科技大学 2015
[5]斜床身车床的导轨尺寸和床身结构优化设计[D]. 刘建栋.大连理工大学 2014
[6]SGM50A卧式加工中心动态特性分析及关键部件的优化[D]. 吴玲丽.南京理工大学 2014
[7]机床支承件及固定联接部的结构分析与设计[D]. 赵强.大连理工大学 2013
[8]精密数控加工中心整机特性分析[D]. 张彬.大连理工大学 2012
[9]数控机床模态实验的激励点选择和响应测点布置优化[D]. 白向贺.华中科技大学 2012
[10]立式加工中心动态性能分析与优化[D]. 王轶.清华大学 2011
本文编号：3652010
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/jiagonggongyi/3652010.html
