CX8075高速加工中心結(jié)構(gòu)有限元分析及輕量化研究.pdf

1、高速切削加工具有高效率、高精度和低成本的突出優(yōu)勢，是最重要、最具共性的先進(jìn)制造技術(shù)之一，具有廣闊的發(fā)展和應(yīng)用前景。高速高精度機(jī)床是實(shí)現(xiàn)高速切削的物質(zhì)基礎(chǔ)。在高速機(jī)床的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，以有限元方法和模態(tài)分析理論為支撐的現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法，已經(jīng)成為機(jī)床設(shè)計(jì)發(fā)展的必然趨勢。
　　 本論文所研究的CX8075高速車銑復(fù)合加工中心具有較高的切削速度和較大的切削用量，這就要求機(jī)床具有合理的結(jié)構(gòu)配置和優(yōu)良的動(dòng)靜態(tài)性能。該加工中心屬于單件小批次生產(chǎn)，所以

2、在圖紙?jiān)O(shè)計(jì)階段就必須保證機(jī)床的工作性能滿足設(shè)計(jì)要求。機(jī)床在設(shè)計(jì)初期運(yùn)用有限元理論，建立了機(jī)床結(jié)構(gòu)的有限元模型，在對其進(jìn)行有限元分析的基礎(chǔ)上，通過對機(jī)床結(jié)構(gòu)的改進(jìn)使設(shè)計(jì)出的機(jī)床零件及整機(jī)具有較高的靜剛度和動(dòng)態(tài)特性。這些新技術(shù)的研究和應(yīng)用，對新機(jī)床工作性能的改善、加工精度的提高、開發(fā)周期的縮短和開發(fā)成本的降低等具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。本論文的主要研究內(nèi)容概括如下：
　　 (1)在建立了立式車銑復(fù)合加工中心有限元模型之后，利用有限元分

3、析軟件對立式車銑復(fù)合加工中心的各個(gè)主要結(jié)構(gòu)部件進(jìn)行動(dòng)、靜態(tài)分析，分析機(jī)床應(yīng)力分布規(guī)律，并確定機(jī)床的薄弱部位，為結(jié)構(gòu)優(yōu)化提供理論依據(jù)。
　　 (2)在模態(tài)分析和諧響應(yīng)分析結(jié)果的基礎(chǔ)上，找出床身的薄弱環(huán)節(jié)。再以改變床身的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、提高床身的抗振性能為出發(fā)點(diǎn)，提出了床身結(jié)構(gòu)的優(yōu)化方案，并在機(jī)床制造中得到采用。
　　 (3)通過對加工中心整機(jī)進(jìn)行有限元分析，研究了加工中心整機(jī)的動(dòng)態(tài)性能，得出加工中心在正常工作時(shí)應(yīng)該避開的頻率范圍