高精度卧式加工中心开发的关键制造技术研究

发布时间：2017-09-03 16:37

  本文关键词：高精度卧式加工中心开发的关键制造技术研究

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【摘要】：数控机床是一个国家装备制造业中的基础,而数控技术是先进制造技术中的一项核心技术,其设计、制造和应用的水平在某种程度上就代表一个国家的制造业水平和竞争力。高精度卧式加工中心作为一类重要的数控机床产品,在航空航天、船舶、军工、汽车、精密模具等领域中是急需的关键设备。目前国内卧式加工中心产品与国外同类产品比较,在设计与制造技术、产品综合性能方面都还存在较大的差距,在基础理论和关键技术的深入系统地研究方面更显缺乏。本论文在国家重点新产品试产计划项目支持下,结合某公司的精密卧式加工中心系列化的企业发展战略规划以及市场的需求,对自主开发的某型高精度卧式加工中心的工艺需求分析和机床的总体布局、结构设计与优化、制造工艺、精度检测、整机及功能部件的动特性测试等技术进行深入的理论分析和应用研究,并探讨高精度卧式加工中心的相关基础理论和关键技术问题。本论文的主要研究成果如下：(1)通过比较国内外高性能加工中心产品的技术特点、现状以及未来卧式加工中心的发展趋势,深入阐述研究高精度卧式加工中心产品和关键技术的重要性和意义。提出高精度卧式加工中心的设计技术指标,制订了自主开发具有企业特色的高精、高可靠性的高精度卧式加工中心的开发计划。(2)分析高精度卧式加工中心的工艺需求,确定技术指标,提出满足高精度卧式加工中心的机床总体布局设计方案,以基础大件和整机为对象,运用三维设计和分析以分别进行建模、有限元分析、优化匹配设计,提出整机优化匹配的设计方案。(3)针对高精度卧式加工中心的设计结构特点,重点对关键零件的加工和关键零部件装配制造技术进行了分析研究,提出适应企业实际需要的制造工艺方法与流程。(4)以部件的装配精度调试检测技术为基础,对部件和整机相关精度的检测研究,以及静刚度性能测试、振动和误差进行实验研究,通过采集的数据分析,为结构设计、装配制造改进提供理论依据。(5)基于以上研究成果,建立起精密卧式加工中心产品研究系统集成开发技术体系,成功研制某型高精度卧式加工中心,并拓展于精密卧式加工中心系列化产品。该产品服务于国家航空航天、军工等行业,取得良好的社会和经济效益。
【关键词】：高精度卧式加工中心 结构设计与分析 制造工艺方法 精度检测 动静态测试
【学位授予单位】：昆明理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG659
【目录】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-13
• 第一章 绪论13-25
• 1.1 发展加工中心的重要意义13
• 1.2 加工中心的发展概况13-17
• 1.2.1 加工中心发展史14
• 1.2.2 加工中心的技术特点与技术基础14-15
• 1.2.3 加工中心概况15-17
• 1.3 卧式加工中心的技术现状及发展趋势17-22
• 1.3.1 国内外加工中心技术现状17-20
• 1.3.2 卧式加工中心的发展趋势20-22
• 1.4 本论文的课题的提出和研究内容22-25
• 1.4.1 课题的提出22
• 1.4.2 课题的研究意义22-23
• 1.4.3 论文的研究内容23-25
• 第二章 卧式加工中心总体结构设计与分析25-47
• 2.0 高精度卧式加工中心的工艺需求分析25-27
• 2.1 机床运动及传动方案设计27-29
• 2.1.1 主运动设计28
• 2.1.2 进给运动设计28-29
• 2.2 机床技术参数的确定29-32
• 2.2.1 主参数确定29-30
• 2.2.2 尺寸参数确定30
• 2.2.3 运动参数确定30-31
• 2.2.4 动力参数确定31-32
• 2.3 高精度卧式加工中心技术指标32-34
• 2.4 整机布局及多方案数字化虚拟样机设计34-37
• 2.4.1 整机布局34-35
• 2.4.2 整机多方案数字化虚拟样机设计35-37
• 2.5 整机结构模块化及优化设计37-41
• 2.5.1 整机结构模块化设计37-38
• 2.5.2 整机结构优化技术38-41
• 2.6 T型床身支撑结构模型与优化设计41-43
• 2.6.1 T型床身支撑结构模型41
• 2.6.2 T型床身支撑结构优化设计41-43
• 2.7 高刚度龙门立柱结构模型及优化分析43-45
• 2.7.1 龙门立柱框架结构模型43-44
• 2.7.2 龙门立柱框架结构优化设计44-45
• 2.8 本章小结45-47
• 第三章 高精度卧式加工中心的关键制造技术研究47-69
• 3.1 卧式加工中心龙门立柱加工刮研技术47-50
• 3.1.1 龙门立柱加工技术47-49
• 3.1.2 龙门立柱导轨刮研技术49-50
• 3.2 卧式加工中心精密轴系零件加工技术50-54
• 3.2.1 主轴零件特点及技术难点50
• 3.2.2 主轴加工制造技术50-53
• 3.2.3 冷却套加工制造技术53-54
• 3.3 卧式加工中心T型床身装配调试54-56
• 3.4 卧式加工中心X坐标双驱进给系统装配制造技术56-60
• 3.4.1 X坐标双丝杆定位56-59
• 3.4.2 X坐标双丝杆的装配调试保障技术59-60
• 3.5 卧式加工中心主轴系统装配调试技术60-63
• 3.5.1 精密主轴部件装配难点工艺分析60
• 3.5.2 精密主轴部件装配工艺方法分析60-63
• 3.5.3 主轴部件装配工艺流程63
• 3.6 卧式加工中心精密回转工作台机构装配调试技术63-68
• 3.6.1 转台装配工艺难点分析63-64
• 3.6.2 回转工作台装配工艺技术64-68
• 3.7 本章小结68-69
• 第四章 高精度卧式加工中心检测技术及测试研究69-93
• 4.1 龙门立柱的装配调试检测技术69-70
• 4.1.1 龙门立柱的检测难点分析69
• 4.1.2 龙门立柱的精度检测方法69-70
• 4.2 滑板部件装配检测技术分析70-71
• 4.3 机床几何精度调试检测技术71-75
• 4.3.1 精密卧式加工中心几何精度检测71-72
• 4.3.2 精密卧式加工中心平行度检测和分析72-74
• 4.3.3 精密卧式加工中心主轴轴线与X轴线垂直精度调试74-75
• 4.4 机床运动定位精度调试检测技术75-79
• 4.4.1 机床检测系统安装调试76-77
• 4.4.2 机床运动定位精度检测技术77-79
• 4.5 龙门轴同步控制技术79-81
• 4.6 X轴双驱系统性能测试研究81-82
• 4.7 整机空间运动轨迹精度检测技术82-85
• 4.7.1 机床空间误差的建立82-83
• 4.7.2 空间补偿中的验证83-85
• 4.8 整机及功能部件静动态性能试验85-90
• 4.8.1 机床静刚度性能试验测试85-87
• 4.8.2 精密主轴振动分析和回转误差测试研究87-90
• 4.8.2.1 机床主轴及刀柄振动分析87-88
• 4.8.2.2 主轴回转误差测试研究88-90
• 4.9 本章小结90-93
• 第五章 结论与展望93-95
• 5.1 结论93-94
• 5.2 主要创新点94
• 5.3 展望94-95
• 致谢95-97
• 参考文献97-101
• 附录A 攻读硕士学位期间发表的学术论文101-103
• 附录B 攻读硕士学位期间获奖情况103

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本文编号：786158