鋼軌焊縫數(shù)控精銑機虛擬樣機設(shè)計與結(jié)構(gòu)優(yōu)化.pdf

1、鋼軌是鐵路軌道的核心組成部分，是列車安全行駛的重要保障。目前國內(nèi)鋼軌焊縫精磨都是采用國外精磨設(shè)備，其技術(shù)參數(shù)按照國外鐵路標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計，無法滿足要求更高的中國鐵路標(biāo)準(zhǔn)，尤其是高鐵標(biāo)準(zhǔn)。精磨加工中存在焊縫磨削不到位、磨削溫升高使鋼軌變形和組織受損、磨削精度達不到需要人工修正、磨削粉塵污染嚴(yán)重等問題，嚴(yán)重影響了我國鋼軌焊縫加工質(zhì)量。針對我國鐵路標(biāo)準(zhǔn)以及鋼軌焊縫加工現(xiàn)狀，武漢鐵路局工務(wù)大修段和武漢利德測控技術(shù)股份有限公司共同研究鋼軌焊縫精銑數(shù)控銑床

2、（以下簡稱：精銑機），嘗試取代當(dāng)前鋼軌焊縫精磨加工工藝和設(shè)備。
　　鋼軌焊縫數(shù)控精銑機的運動性能是反映其加工精度和穩(wěn)定性的重要性能，其運動協(xié)調(diào)性和可實現(xiàn)性是設(shè)備設(shè)計的重要考慮因素。為此，本文主要進行了一下幾個方面的研究：
　?。?）介紹了精銑機的主要結(jié)構(gòu)及其功能，概述了精銑加工的基本原理，其中包括主要的技術(shù)參數(shù)與指標(biāo)、銑削加工的方式和加工流程。闡述了精銑機測控系統(tǒng)概況，對檢測及控制對象進行了分析，描述了精銑機床測控的方案，并

3、對測控過程進行了詳細(xì)的闡述。
　?。?）借助Solidworks，采用模塊化設(shè)計思想，創(chuàng)建了精銑機主要部件系統(tǒng)CAD模型：主軸部件、橫向移動裝置、豎向移動裝置、滑塊部件、進給系統(tǒng)、測量部件、和橫梁結(jié)構(gòu)，并依據(jù)各部件的設(shè)計裝配關(guān)系完成整機模型的創(chuàng)建。
　　（3）建立了精銑機虛擬樣機模型，并在Adams軟件中成功完成了精銑機虛擬樣機的運動仿真，得到了相應(yīng)的動力學(xué)仿真結(jié)果并做了相關(guān)分析，評價了精銑機主要運動部件的運動特性。

4、　　（4）運用有限元分析軟件Ansys Workbench完成精銑機關(guān)鍵部件有限元分析，得到了主軸、滾珠絲杠和橫梁體的應(yīng)力和變形分布規(guī)律；它們的動力學(xué)特性對精銑機動態(tài)特性和加工精度影響較大，因此對它們完成了模態(tài)分析，得到了它們的固有頻率和振型，模態(tài)分析結(jié)果表明主軸和滾珠絲杠固有頻率較高，有效的避開了共振區(qū)，不會發(fā)生共振，但是橫梁體的第七階固有頻率和橫向電機的工作頻率接近，很可能會出現(xiàn)共振現(xiàn)象。
　?。?）對橫梁體結(jié)構(gòu)進行了參數(shù)化優(yōu)