车铣复合加工中心刀塔结构静动态性能的分析与研究

摘要

本文主要研究以下的几个问题:1.刀塔结构的静动刚度,即在满足加工要求的条件下,它的结构变形是否在许可的范围内.2.对结构进行动态分析,研究它的固有频率、响应等问题.3.在满足加工精度的条件下,使其结构最优化.本文采用动态设计的思想,对车铣复合加工中心刀塔结构进行了系统的动力学分析和仿真,分析、预测刀塔结构的静动态特性,尤其是分析结构的模态特征以提高刀塔结构的动态性能.在理论分析的基础上,通过有限元分析和实体虚拟仿真,得到刀塔结构较真实的动力学特性,求解出了刀塔结构在加工要求条件下的变形图,给出直观的变形量;并求出刀塔结构的前六阶模态振型及固有频率;为车铣复合加工中心刀塔结构的设计技术指标提供了解决途径和理论依据,对机床设计和实际应用都具有一定的参考价值.

目录

文摘

英文文摘

第一章绪论

1.1本课题研究背影及研究意义

1.1.1国内数控机床产品的研究概况

1.1.2国外数控机床产品的研究概况

1.2课题的研究意义和研究方法

1.2.1课题的来源

1.2.2课题的意义

1.3本课题研究方法及使用的软件

1.3.1课题的技术路线

1.3.2ANSYS7.0简介

1.3.3 Pro/E介绍

1.4课题的主要目的

第二章刀塔结构的静态分析

2.1有限单元法的理论基础

2.1.1有限元法的基本概念

2.1.2结构的静力学分析的有限元法

2.2切削力

2.2.1切削力的来源、切削分力及其作用

2.2.2切削力计算

2.3静态分析

2.3.1建模与单元选取

2.3.2施加载荷及边界条件

2.3.3求解

2.3.4结构分析

2.3.5误差分析及结构评价

第三章刀塔结构的动态分析

3.1结构动态分析的理论基础

3.1.1固有振动特性

3.1.2动力响应特性

3.2固有频率、振型分析

3.2.1模态分析简介

3.2.2结构模态分析

3.2.3结果分析

第四章刀塔结构的优化设计

4.1优化设计的基础理论

4.1.1优化设计的基本概念

4.1.2优化设计的步骤

4.2刀塔结构优化设计

4.2.1问题描述及其参数设计

4.2.2优化设计

4.2.3优化结果评述

4.2.4结构优化后的静动态特性

第五章结论

5.1研究结论

5.2展望

参考文献

致谢

攻读硕士期间发表的论文