直驱式A/C轴双摆角铣头可靠性分析和结构优化

发布时间：2024-02-07 03:02

　　随着现代制造业的迅速发展，五轴联动数控加工技术在我国有着举足轻重的地位，设计出高精度和高速度的五轴联动数控加工中心是设计者为之不懈努力奋斗的目标。所以，对五轴联动机床系统和核心功能部件的开发和研究，并生产出自己的五轴联动机床，从而提升装备制造水平和综合国力方面，具有重大的意义。 在简要介绍五轴加工中心发展的基础上，应用三维软件Pro/E对双摆角铣头整体和关键部件进行建模，直观形象的分析了其结构特征。 介绍了故障树分析法的特点、应用范围和建立的步骤，并在对双摆角铣头结构分析的基础上应用故障树分析法对铣头整体和关键部件进行了定性分析，总结其故障模式，并有针对性的采取解决措施和办法。在定性分析的基础上，对双摆角铣头力矩电机和铣头整体进行定量分析，得出铣头整体的可靠概率为99.666%，符合设计要求。 利用Workbench软件对C轴壳体进行了灵敏度分析，分析三个参数对整体变形、质量和体积的影响度，并针对最为灵敏的DS-02尺寸优化，对优化后的壳体采取疲劳特性分析，通过应力和变形云图可以看出得到满足设计要求，省去了大量的疲劳试验。 介绍了拓扑优化的原理和步骤，并以减少质量为优化目标针对双摆角铣...

【文章页数】：56 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题的研究背景
        1.1.1 五轴联动数控机床发展概况
        1.1.2 五轴联动数控机床主要应用范围与特点
        1.1.3 五轴联动数控机床在国内外的发展趋势
    1.2 五轴数控机床可靠性的发展概况
    1.3 课题来源和课题研究实际意义
        1.3.1 课题研究的来源
        1.3.2 课题研究的实际意义
    1.4 课题研究主要内容
第2章 直驱式 A/C 轴双摆角铣头结构分析
    2.1 直驱式 A/C 轴双摆角铣头性能与技术参数
    2.2 双摆角铣头总体结构示意图
    2.3 铣头的结构方案
    2.4 铣头关键部件实体建模
        2.4.1 主轴套设计
        2.4.2 液压抱闸设计
    2.5 本章小结
第3章 直驱式 A/C 轴双摆角铣头故障树分析
    3.1 故障树分析法基础
        3.1.1 故障树分析法的特点
        3.1.2 故障树的应用范围
        3.1.3 故障树分析过程中的常用术语
        3.1.4 故障树建立的步骤
        3.1.5 故障事件的分类
    3.2 直驱式 A/C 轴双摆角铣头故障总树分析
    3.3 关键部件故障树分析
        3.3.1 力矩电机故障树分析
        3.3.2 回转轴承故障树分析
        3.3.3 端齿盘故障树分析
        3.3.4 冷却系统故障树分析
        3.3.5 角度编码器故障树分析
        3.3.6 控制系统故障树分析
        3.3.7 液压抱闸故障树分析
        3.3.8 头库缺陷故障树分析
        3.3.9 铣头外壳故障树分析
        3.3.10 铣头万向架故障树分析
    3.4 双摆角铣头故障模式分析
    3.5 双摆角铣头可靠性分析
        3.5.1 定量分析原理
        3.5.2 力矩电机定量分析
        3.5.3 双摆角铣头整体故障树定量分析
    3.6 本章小结
第4章 基于 Workbench 软件对 C 轴壳体可靠性分析
    4.1 C 轴壳体灵敏度分析
        4.1.1 Workbench 软件分析步骤
        4.1.2 C 轴壳体参数化模型的建立
        4.1.3 C 轴壳体有限元模型建立
        4.1.4 输入变量和输出变量的响应分析
        4.1.5 C 轴壳体最大变形量、质量和体积灵敏度分析
    4.2 C 轴壳体可靠性分析
    4.3 本章小结
第5章 A 轴万向架拓扑优化
    5.1 结构优化方法选择
    5.2 万向架主体拓扑优化
    5.3 本章小结
第6章 结论
参考文献
在学研究成果
致谢



本文编号：3896650