CH360卧式数控带锯床设计与优化

发布时间：2017-10-28 07:34

  本文关键词：CH360卧式数控带锯床设计与优化

  更多相关文章： 带锯床 流量阀 动态特性 锯切模块 优化

【摘要】：作为金属切削加工的起点,锯切可以节约材料、减少二次加工量和提高生产率,已成为零件加工过程中的重要组成环节。带锯床广泛应用于钢铁、机械、汽车、造船、石油、矿山和航空航天等领域。与国外同类产品相比,国内带锯床的锯切效率和精度存在明显的差距。本文以某公司CH360卧式数控带锯床为研究对象,以提高带锯床切削效率和锯切精度的目的,通过有限元等理论对该带锯床进行研究分析,并对若干零部件以及整机进行了改进设计和优化,获得了优化后的产品模型。本文的主要工作和成果如下:(1)在原有CH360卧式数控带锯床节流阀的基础上改进设计了专用节流阀,获得了专用节流阀的样机,通过实验测得了新阀的流量特性曲线;设计了与CH360卧式数控带锯床主电机相配对的蜗轮蜗杆减速箱;通过实验研究,寻找到CH360带锯床最佳的导向块间距。(2)对CH360卧式数控带锯床的若干模块和零部件进行了动态和静态特性分析,结果显示,原有的CH360卧式数控带锯床动态性能比较差,比较容易与主电机工作频率发生共振,需要对其进行优化设计。为后续优化设计提供了理论基础。(3)构造了CH360卧式数控带锯床锯切模块的通用优化数学模型,通过分析锯切模块的约束条件和目标函数,建立了属于CH360卧式数控带锯床锯切模块的优化数学模型,利用响应曲面法对锯架进行了优化设计,最终,实现了CH360锯切模块的优化设计。(4)利用有限元法对原CH360卧式数控带锯床支撑模块进行了动态特性分析,并对其结构进行了改进,同时,研究了底座加强筋种类以及尺寸对主立柱底座变形量的影响,结合之前的工作以及锯切模块的优化设计,实现了CH360卧式数控带锯床的改进设计,并将改进后CH360卧式数控带锯床与原CH360卧式数控带锯床一阶固有频率进行对比,结果显示,优化设计后的CH360卧式数控带锯床相对于原CH360卧式数控带锯床而言,具有比较好的动态性能。
【关键词】：带锯床 流量阀 动态特性 锯切模块 优化
【学位授予单位】：浙江工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG561
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-11
• 第1章 绪论11-21
• 1.1 研究背景和意义11-12
• 1.2 课题来源12-13
• 1.3 中国数控机床的发展现状13-15
• 1.4 国内外研究现状15-18
• 1.4.1 工业带锯床研究现状15-16
• 1.4.2 动静态特性研究现状16-17
• 1.4.3 优化设计方法的研究现状17-18
• 1.5 本论文的主要内容18-19
• 1.6 本章小结19-21
• 第2章 若干零部件的设计与研究21-43
• 2.1 数控带锯床结构概述21-23
• 2.2 专用节流阀的改进设计23-33
• 2.2.1 节流阀工作原理分析25
• 2.2.2 节流口结构分析25-27
• 2.2.3 专用节流阀的改进设计27-29
• 2.2.4 改进后节流阀的特性曲线测试29-33
• 2.3 蜗轮蜗杆减速箱设计33-38
• 2.3.1 主要参数设计33-36
• 2.3.2 蜗轮齿面接触强度校核36-37
• 2.3.3 弯曲疲劳强度校核37-38
• 2.4 导向块间距对锯切精度和主电机功率影响的研究38-41
• 2.4.1 实验目的38-39
• 2.4.2 实验器材39
• 2.4.3 实验方案39
• 2.4.4 实验结果及其分析39-41
• 2.4.5 实验总结41
• 2.5 本章小结41-43
• 第3章 整机静动态特性分析与研究43-71
• 3.1 若干模块静态特性分析43-57
• 3.1.1 张紧模块强度分析44-46
• 3.1.2 支撑模块强度分析46-48
• 3.1.3 锯切模块强度分析48-50
• 3.1.4 锯架受力平衡分析50-54
• 3.1.5 导向臂受力分析54-57
• 3.2 整机动态特性分析57-70
• 3.2.1 整机模态分析58-64
• 3.2.2 整机谐响应分析64-70
• 3.3 本章小结70-71
• 第4章 锯切模块的设计与优化71-81
• 4.1 锯切模块通用优化数学模型的分析72-73
• 4.2 锯切模块约束条件的求解73-76
• 4.2.1 左右导向臂间距约束条件73-74
• 4.2.2 左右扭转段约束条件74
• 4.2.3 锯轮半径约束条件74-75
• 4.2.4 电机转速约束条件75
• 4.2.5 张紧液压缸直径约束条件75-76
• 4.2.6 固有频率约束条件76
• 4.2.7 锯架强度约束条件76
• 4.3 锯切模块优化数学模型的求解76-77
• 4.4 锯架结构优化设计77-80
• 4.5 本章小结80-81
• 第5章 支撑模块的设计与优化81-97
• 5.1 原支撑模块动态特性的分析82-84
• 5.1.1 支撑模块建模82-83
• 5.1.2 结果及其分析83-84
• 5.2 支撑模块结构的改进84-86
• 5.3 底座加强筋种类对主立柱底座变形量影响的研究86-89
• 5.3.1 载荷大小87-88
• 5.3.2 结果分析88-89
• 5.4 底座加强筋尺寸对主立柱底座变形量影响的研究89-91
• 5.5 优化前后支撑模块固有频率的对比分析91-92
• 5.6 优化前后带锯床整机的对比分析92-96
• 5.7 本章小结96-97
• 第6章 结论与展望97-99
• 6.1 总结97-98
• 6.2 展望98-99
• 参考文献99-103
• 致谢103

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