TH6350臥式加工中心自動換刀機構有限元建模及動力特性分析.pdf

1、數(shù)控機床的發(fā)展與應用,大大降低了零件加工的輔助時間,極大的提高了生產(chǎn)率.隨著數(shù)控機床的普及應用,機械加工的自動化程度大大提高,數(shù)控機床發(fā)展成了當今普遍應用的一種更新、更先進的制造設備—加工中心.加工中心是帶有刀庫和自動換刀裝置,能對工件按預定程序進行多工序加工的高度自動化的多功能的數(shù)字控制機床.加工中心能在更大程度上提高生產(chǎn)率,為企業(yè)創(chuàng)造更多的利潤.隨著市場需求向多品種、小批量方向發(fā)展,企業(yè)間產(chǎn)品的同構性增強,企業(yè)就必須從更大程度上提高

2、加工精度和生產(chǎn)率.高速加工中心的出現(xiàn)緩解了這一問題.高速加工中心改變低切削速度的數(shù)控技術,提高零件加工的切削速度和進給速度,現(xiàn)在,加工中心主軸轉速已經(jīng)做到了60000-80000r/min,使用直線電動機的快速進給超過100m/min,加、減速度可達到3g-6g.對現(xiàn)代高速加工中心的基本要求是"三高"-高速度、高精度、高剛度.當主軸轉速提高到一定程度以后,人們便轉向如何減少加工輔助時間上,提高加工中心的自動換刀機構的換刀速度成為大家研究

3、的對象.該文研究對象為昆機的TH6350型臥式加工中心自動換刀機構.文中采用有限元法建立起了換刀機構各部件的有限元模型,并把每個部件作為一個子結構進行分析,最后用模態(tài)綜合法建立起整個換刀機構的有限元模型.具體過程為:首先對各子結構進行有限單元劃分求解,求解其固有頻率和振型.然后利用各子結構結合部之間的等效聯(lián)接點和聯(lián)接剛度等聯(lián)接關系將子結構綜合成整個換刀機構的有限元模型,最后對其進行整體有限元分析和求解.通過分析自動換刀機構有限元模型的動

4、態(tài)特性,找出其薄弱模態(tài),進而對其進行結構改進,以提高其換刀速度(將原有的換刀時間從6s降到5秒以內)為目的.由于機械旋轉過程是由齒輪齒條驅動,齒輪產(chǎn)生振動,分析其提速前后產(chǎn)生的回轉頻率及嚙合頻率,與機械手的固有頻率及整機試驗頻率相比較,找出有無共振點,以作結構上的改進,避免產(chǎn)生共振.此外,機械手的轉動由兩個齒輪軸傳動完成,用解析法分析其扭轉頻率.將此頻率與機械手的固有頻率、整機試驗頻率,齒輪嚙合頻率相比較,看它們是否接近或成整倍數(shù),避免