Z28k数控冷滚压机结构分析及造型

发布时间：2017-08-12 02:11

  本文关键词：Z28k数控冷滚压机结构分析及造型

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【摘要】：冷滚压成形技术是生产螺纹、花键等高性能轴类零件的先进生产工艺,其少无切削的特性使生产率得到明显的提高,同时也大大改善了零件的成形组织和力学性能,以上这些特点均是传统的金属切削加工工艺无法实现的。冷滚压机床作为这种成形技术的专门设备使这种先进工艺得以应用于实际。从我国现有的冷滚压机床来看,其技术与功能水平已在不断的研究与探索中得到明显提升,但是其外观造型同国际知名产品相比还存在着不小的差距。本文以太原科技大学李永堂教授带领科研团队与青岛生建机械厂合作开发的冷滚压成形设备——Z28k数控冷滚压机床为研究对象,在机床结构功能的基础上对机床造型进行研究,对提升我国冷滚压设备国际竞争地位有着重要意义。本文首先对Z28k数控冷滚压机结构进行分析,在此基础上对机架进行美观性改造,并对机床外观进行造型设计,最后对造型方案进行可制造性评价。首先对机床的关键部件——机架部分进行受力分析,使用SOLIDWORKS软件对机床机架建立模型,之后通过WORKBENCH软件对静力和动态分析,总结出机床机架在工作过程中的受力特性;对机架进行美观性改造,使用SOLIDWORKS软件对改造后的机床机架重新建立三维模型,使用WORKBENCH软件对改造后的机架子进行结构静力、动态分析,证明了改造的合理性和可行性。之后联系设计美学及人机工程学原则设计提出三套满足机床结构与功能特性,又符合审美要求和人机要求的机床外防护造型方案并做出说明。最后联系产品可制造性原则构建了结合机床造型及其可制造性两方面的多层次、多属性评价模型,并采用层次分析法对Z28k冷滚压机造型设计方案进行了评价,给出方案的评价结果。以上研究将Z28k数控冷滚压机床的结构与功能同外观之间建立起联系,为将来相关设备的造型设计研究奠定了基础。
【关键词】：数控冷滚压机 结构分析 造型设计 人机工程 可制造性评价
【学位授予单位】：太原科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG305
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 第一章 引言9-13
• 1.1 课题研究的背景及意义9-10
• 1.1.1 课题研究背景9
• 1.1.2 课题研究意义9-10
• 1.2 冷滚压机结构与造型国内外研究状况10-12
• 1.2.1 冷滚压设备技术研究状况10-11
• 1.2.2 机床产品造型设计发展过程11-12
• 1.3 课题研究的主要内容及方法12-13
• 第二章 Z28k数控冷滚压机概述13-17
• 2.1 数控冷滚压机工作原理13-14
• 2.2 数控冷滚压机布局结构及功能特点14-16
• 2.3 本章小结16-17
• 第三章 机架结构有限元分析和改进17-32
• 3.1 有限元分析方法17-21
• 3.1.1 有限元静力分析18-19
• 3.1.2 结构动力有限元分析19-20
• 3.1.3 ANSYS分析的基本流程20-21
• 3.2 Z28k数控冷滚压机机架有限元静力分析21-24
• 3.2.1 实体模型的建立21-22
• 3.2.2 网格划分22-23
• 3.2.3 载荷与施加边界条件23
• 3.2.4 结果分析23-24
• 3.3 Z28k数控冷滚压机机架结构模态分析24-27
• 3.4 结构改进及分析27-31
• 3.4.1 结构改进27-28
• 3.4.2 改进后的力学分析28-31
• 3.5 本章小结31-32
• 第四章 Z28k数控冷滚压机造型设计原理及概念设计32-48
• 4.1 机床造型分析32-36
• 4.1.1 Z28k数控冷滚压机床造型分析32-33
• 4.1.2 国际品牌机床造型特征分析33-36
• 4.2 造型设计原则36-42
• 4.2.1 造型设计美学原则36-39
• 4.2.2 人机工程与设计尺寸因素解析39-42
• 4.3 Z28k数控冷滚压机外观造型设计分析42
• 4.4 外观造型设计方案42-47
• 4.5 本章小结47-48
• 第五章 Z28k数控冷滚压机造型设计的可制造性评价48-56
• 5.1 产品可制造性及其评价指标体系建立的原则48-49
• 5.1.1 产品可制造性48
• 5.1.2 评价指标体系建立的原则48-49
• 5.2 评价指标体系的建立49-51
• 5.3 评价方法51-52
• 5.4 评价结果52-55
• 5.5 本章小结55-56
• 第六章 结论和展望56-57
• 6.1 结论56
• 6.2 展望56-57
• 参考文献57-60
• 致谢60-61
• 攻读学位期间发表的学术论文及成果目录61-62

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