实木方料桦眼、铣槽及钻孔柔性自动加工机床结构设计与分析

摘要

随着木材制品的市场需求不断增加，科学技术和机械制造技术的不断进步，由于传统的实木加工机器自动化程度低、加工精度差、加工效率不高，传统的实木加工机器逐渐被自动化实木加工机器代替，因此本文对实木自动加工机床展开设计、分析与研究。
　　本文首先阐述项目研究目的与意义，综合比较国内外实木加工机床的研究技术，在查阅大量文献基础上，利用计算机辅助设计(CAD)、虚拟制造技术(VM)和计算机辅助工程技术(CAE)等现代设计技术，设计实木方料桦眼、铣槽及钻孔柔性自动加工机床，主要应用于实木家具制造工艺上的桦眼、钻孔及铣槽上。论文主要工作包括:
　　(1)具体比较国内外实木自动化加工机床的设计方法和工艺要求，确定机床的主要技术参数和总体布局:采用“一”字型的机床结构方案，确定传动方式与布置形式;机架结构采用空心型方钢焊接而成，设计实木自动化机床各个加工系统的机械框架结构;对实木自动加工机床的进料系统、加工系统、出料系统等功能部件进行详细、精准的计算，并完成这些零部件的设计与校核。
　　(2)采用solidworks软件对实木自动加工机床的机械结构进行三维建模，并通过虚拟装配仿真，建立实木自动化加工机床虚拟样机，为后期实木自动加工机床静态分析、模态分析打下基础。
　　(3)利用有限元法对实木自动加工机床关键部件进行结构性能分析，采用ANSYS有限元分析软件进行模型前后处理，仿真模型边界条件、载荷工况等，结合ANSYS求解器，完成实木自动加工机床关键部件的静态分析、模态分析。然后分析实木自动加工机床机架、床身等部件的应力、位移变形数据、固有频率和振型。
　　实木方料桦眼、铣槽及钻孔柔性自动加工机床提高实木加工的效率、保证木制品的加工质量、降低企业用工数量和工人劳动强度、降低实木家具制造成本。对我国木材加工行业的发展有一定的促进和借鉴意义。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 研究目的及意义

1．1．1 研究背景和目的

1．1．2 研究意义

1．2 国内外研究现状

1．2．1 国外研究现状

1．2．2 国内研究现状

1．3 木工机械发展趋势

1．4 课题涉及的关键技术和主要内容

第2章 实木自动加工机床总体设计

2．1 实木自动加工机床的设计思路与工艺分析

2．1．1 机床的设计思路

2．1．2 实木方料切削加工工艺制定

2．2 机床总体结构方案设计

2．2．1 机床总体布局要求

2．2．2 机床总体方案设计

2．2．3 机床柔性系统的设计

2．2．4 机床传动机构的选择

2．2．5 机床动力装置的选择

2．2．6 机床机架的设计

2．3 本章总结

第3章 实木自动加工机床具体机械结构设计

3．1 进料系统的结构设计

3．1．1 储料槽的结构设计

3．1．2 定位装置的结构设计

3．1．3 进料系统气缸的选用设计

3．1．4 进料系统的机架结构设计

3．2 钻孔、桦眼系统的结构设计

3．2．1 镂铣刀部件的结构设计

3．2．2 钻孔装置的结构设计

3．2．3 链传动进给部件的结构设计

3．2．4 钻孔、桦眼系统定位导向装置的结构设计

3．2．5 钻孔、桦眼系统的机架结构设计

3．3 铣槽系统的结构设计

3．3．1 铣槽系统开槽部件的结构设计

3．3．2 铣槽系统定位装置部件的结构设计

3．3．3 铣槽系统其他部件的结构设计

3．4 出料系统的结构设计

3．4．1 输送机所需的基本功率

3．4．2 平皮带的选型

3．5 本章小结

第4章 基于有限元对实木自动加工机床的静动态分析

4．1 实木自动加工机床静动态分析思路

4．2 实木自动加工机床分析方法

4．2．1 有限元静态分析

4．2．2 有限元模态分析

4．3 机架系统有限元分析

4．3．1 机架有限元模型的建立

4．3．2 机架有限元模型的网格划分

4．3．3 机架有限元模型载荷的施加与边界条件

4．3．4 机架有限元模型的求解及后处理

4．4 其余关键部位的有限元静动态分析

4．4．1 静态分析

4．4．2 模态分析

4．5 本章小结

第5章 总结与展望

5．1 总结

5．2 展望

致谢

参考文献

在学期间发表的学术论文