数控机床高速主轴系统的数字化设计与分析

发布时间：2018-01-16 00:20

本文关键词：数控机床高速主轴系统的数字化设计与分析　出处：《西华大学》2015年硕士论文　论文类型：学位论文

【摘要】：高速加工技术是机械制造的重要组成单元,它是顺应现今社会需求多变,节奏快速发展的先进制造技术之一。随着CAD/CAM/CAE技术的深入应用和发展,未来机械行业的发展对高速加工提供了更多的机遇,同时也提出了更高的挑战。高速加工中高速主轴的作用是至关重要的,其性能的优差直接关系着产品加工的精度和质量,因此,高速主轴的设计显得尤为重要。为了提高主轴的设计效率和提供可回溯设计,将数字化设计技术的思想与高速主轴设计糅合在一起,改变了传统的设计观念和方法。本文开发了高速主轴的设计计算和三维建模数字化设计平台,可以为此类高速主轴的设计提供一定的参考和指导。根据要求,本文主要进行以下工作:(1)大量查阅资料,了解和概括了当前高速加工技术的发展趋势和主要技术;查阅数据库和SolidWorks二次开发相关知识,为本课题二次开发做准备。(2)分析系统设计的可行性、必要性,在确立数字化系统总体方案的基础上,确定总体结构和分析流程,并绘制对应的图示。(3)利用Visual Basic6.0面向对象程序设计方法开发系统界面,集成课题数字化开发模块。用Access数据库技术设计和管理后台数据信息,方便调用和管理。(4)利用SolidWorks API函数对SolidWorks进行二次开发,与主轴设计计算模块连接,实现主轴在SolidWorks软件中自动建模、虚拟装配和干涉检查功能。(5)在ANSYS Workbench中进行主轴的静力学分析,分析主轴的静态变形,在此基础上进一步计算出刚度,初步确定主轴设计的合理性。(6)研究主轴在受力状态下的振动情况,为此,在ANSYS Workbench中对主轴有限元模型进行动特性分析,具体分析了主轴的模态和谐响应特性,得出主轴系统的固有频率以及相应的临界转速和振型。结果表明,主轴能有效的避开共振区,主轴工作时切削力引起的径向变形小,不会影响加工质量,轴的设计是合理的。
[Abstract]:High speed machining technology is an important component of mechanical manufacturing . It is one of the advanced manufacturing techniques which conform to the demands of modern society and the rapid development of rhythm . With the development of CAD / CAM / CAE technology , it is very important to design and manage the high speed spindle . ( 6 ) To study the vibration condition of the main shaft under the stress state . For this reason , the dynamic characteristic analysis of the main shaft finite element model is carried out in ANSYS Workbench , the natural frequency of the spindle system and the corresponding critical speed and mode are obtained . The results show that the main shaft can avoid the resonance area effectively , the radial deformation caused by the cutting force during the operation of the main shaft is small , the machining quality is not influenced , and the design of the shaft is reasonable .

【学位授予单位】：西华大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG659

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