XK719数控铣床的动态特性分析

发布时间：2017-08-19 01:24

  本文关键词：XK719数控铣床的动态特性分析

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【摘要】：国家想要稳定发展,综合国力想要持续提高,强化制造业是必要的选择。数控机床是制造行业里的重要工具,它的持有量及生产量是一个国家是否进入制造业现代化的重要体现,我国想要在激烈的国内外制造业市场抢占一席之地,就必须尽快研发出具有自主知识产权的高端、高效数控机床。本文以XK719数控铣床为研究对象,以有限元技术为基础,利用有限元软件HyperWorks建立整机及主轴箱和立柱的力学模型,并对其进行动静态特性分析,然后将分析结果与机床的的性能要求进行对比,从而找出薄弱环节,缩短了产品开发周期降低了成本,提高了机床的综合性能。本文结合吉林省科学技术厅的青年科研基金课题“面向动静热特性的机床数字化设计研究”,主要完成了以下工作：对机床动静态特性的有限元分析的发展现状进行了分析研究,确立了本文的研究方法和内容。对有限元分析法的基本思想及理论做了介绍,并对它的相应软件HyperWorks进行了简单了解。根据机床结构的CAD图纸,利用三维建模软件SolidWorks完成简化后主轴箱和立柱以及整机几何模型的构建,并在此基础上利用HyperWorks软件完成有限元建模。对主轴箱和立柱进行动静态特性分析,得到了主轴箱与立柱的变形和应力分布情况以及固有频率和振型等。对整机进行动静态分析并将分析结果与该机床的性能指标进行对比分析,结果表明设计后的XK719数控铣床完全满足性能指标要求。6、对谐响应分析做了相关介绍,并通过它对机床进行分析,得到的结果对以后的优化设计起到指导作用。本文对数控铣床关键部件进行动静态特性分析的研究应用可为实际工程设计提供有效参考。
【关键词】：数控铣床 整机 主轴箱 立柱 有限元分析 谐响应分析
【学位授予单位】：长春工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG547
【目录】：

• 摘要2-3
• Abstract3-6
• 第一章 绪论6-11
• 1.1 课题背景6-7
• 1.2 铣床的发展7
• 1.3 机床动静态力学分析的研究现状7-9
• 1.4 谐响应分析介绍9
• 1.5 课题的来源及意义9
• 1.6 论文的主要研究内容与方法9-10
• 1.7 本章小结10-11
• 第二章 动静力学分析方法及结构优化基本理论11-17
• 2.1 有限元方法简介11-13
• 2.2 结构静力学分析理论13-14
• 2.3 结构动力学分析理论14-15
• 2.4 有限元软件的介绍15-16
• 2.5 本章小结16-17
• 第三章 XK719数控铣床主轴箱及立柱结构的动静态分析17-38
• 3.1 XK719数控铣床结构的三维建模17-19
• 3.1.1 相关软件介绍17
• 3.1.2 利用SOLIDWORKS软件建立数控铣床结构模型17-19
• 3.2 立柱和主轴箱结构的静力分析19-28
• 3.2.1 立柱结构的有限元静力分析19-24
• 3.2.2 主轴箱结构的有限元静力分析24-28
• 3.3 立柱和主轴箱的模态分析28-37
• 3.3.1 模态分析的理论基础28-29
• 3.3.2 模态分析29-30
• 3.3.3 立柱的模态分析30-33
• 3.3.4 主轴箱结构的模态分析33-37
• 3.4 本章小结37-38
• 第四章 XK719整机动静态特性分析38-47
• 4.1 整机三维模型的建立38
• 4.2 整机有限元模型的建立38-40
• 4.3 XK719整机静态分析40-43
• 4.3.1 整机在重力和切削力耦合作用下的静力分析41-43
• 4.4 XK719数控铣床整机模态分析43-46
• 4.5 本章小结46-47
• 第五章 机床的谐响应分析47-50
• 5.1 频率响应分析的基本理论47-48
• 5.2 模态叠加法谐响应分析步骤48
• 5.3 机床谐响应分析的结果48-49
• 5.4 小结49-50
• 第六章 结论50-51
• 6.1 总结50
• 6.2 展望50-51
• 致谢51-52
• 参考文献52-54
• 作者简介54
• 攻读硕士学位期间研究成果54-55

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前7条

1 徐匡迪;中国制造业的现状与面临的挑战[J];中国发展观察;2005年04期

2 王学林,徐岷,胡于进;机床模态特性的有限元分析[J];机床与液压;2005年02期

3 赵扬;任利利;母德强;关英俊;;基于OPTISTRUCT的龙门加工中心多目标优化设计[J];长春工业大学学报(自然科学版);2011年04期

4 黄伟;欧长松;陆海漫;何桂华;冯建国;;龙门铣床立柱结构的有限元分析与拓扑优化[J];机械科学与技术;2012年01期

5 张宪栋,徐燕申,林汉元;基于FEM的数控机床结构部件静动态设计[J];机械设计;2005年05期

6 周克民,李俊峰,李霞;结构拓扑优化研究方法综述[J];力学进展;2005年01期

7 叶佩青;王仁彻;赵彤;张辉;;机床整机动态特性研究进展[J];清华大学学报(自然科学版);2012年12期

中国硕士学位论文全文数据库 前7条

1 谈洋;动柱式卧式加工中心整机动态特性试验研究[D];大连理工大学;2010年

2 韩滔;高速立式加工中心关键部件结构优化[D];大连理工大学;2010年

3 马超;机床结构设计方法研究及在立柱设计中的应用[D];大连理工大学;2010年

4 解文志;高速电主轴动静态特性的有限元分析[D];哈尔滨工业大学;2006年

5 王泉霖;龙门铣床结构分析及优化设计研究[D];长春工业大学;2012年

6 李晓园;数控龙门镗铣床龙门结构特性分析及优化[D];昆明理工大学;2012年

7 于亮;大型数控龙门铣床主轴柔性传动系统优化设计方法研究[D];沈阳工业大学;2013年

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本文编号：697896