板材封边机仿形修边系统的研究与开发

摘要

封边加工是家具制造的一道重要工序，封边机在对板材进行封边时，一般只能对封边带上下两棱面进行精细的修边，而不能将锯断的封边带两端面进行精修。本课题结合国内外封边机的发展趋势，详细阐述了板材封边机各模块结构与功能原理;课题以Solidworks、ANSYS以及ADAMS软件为平台，对仿形修边系统进行研究与开发，提升了家具制造的光洁度与美观度，具有重要的理论意义与工程实用价值。主要的工作内容如下:
　　1.结合仿形修边系统的主要技术参数，对仿形修边系统结构以及驱动装置气缸进行设计计算，使用Solidworks软件完成三维建模，最后依据加工需求确定其在板材封边机机架的位置并制定加工工艺流程。
　　2.应用有限元分析软件ANSYS对仿形修边铣刀的力学性能及振动特性进行研究，结果表明:1）刀具强度足够，遇到木材裂纹及硬质点缺陷时，一般也不会出现崩刃现象;2）最大变形量较小，即使刀具高速断续切削加工造成变形累积，在刀具寿命范围内，亦能保证加工精度。
　　3.对仿形修边系统关键部件立柱组件进行静力学与模态分析可知:上支承板右端变形过大，且第一阶固有频率与外界激振频率接近易发生共振。针对此情况，本文提出对上支承板右端增设两种加强筋结构方案，对两种改进结构进行有限元分析，并将分析结果与原结构进行对比，最终选择带圆孔的加强筋结构方案。
　　4.通过Adams软件建立改进后的上仿形修边系统虚拟样机模型，并进行运动学仿真分析，模拟其在真实环境下的动作过程，获得关键零部件仿形修边刀、摇杆及跟踪座的运动规律，验证了整个运动过程协调准确且平稳无干涉。

目录

摘要

第一章 绪论

1．1 课题研究的背景及意义

1．2 国内外板材封边机的发展现状与趋势

1．3 本课题的研究内容

1．4 本章小结

第二章 板材封边机的结构与加工原理

2．1 板材封边机的功能与性能参数

2．1．1 板材封边机的功能

2．1．2 板材封边机的性能参数

2．2 结构与工作原理

2．2．1 整体布局

2．2．2 预铣装置

2．2．3 涂胶及贴紧装置

2．2．4 切头切尾装置

2．2．5 三种修边装置介绍

2．3 本章小结

第三章 仿形修边系统的结构设计与工作原理

3．1 仿形修边系统的结构组成与位置确定

3．1．1 仿形修边系统的主要技术参数

3．1．2 仿形修边系统的结构组成

3．1．3 仿形修边系统位置的确定

3．2．驱动装置的设计与计算

3．2．1 驱动装置的选择

3．2．2 气缸的设计计算

3．3 仿形修边系统的加工原理

3．3．1 加工工艺流程

3．3．2 下仿形修边机构工作原理

3．3．3 上仿形修边机构工作原理

3．4 本章小结

第四章 仿形修边铣刀的力学性能分析

4．1 有限元分析理论

4．1．1 结构静力学的有限元分析

4．1．2 结构动力学的有限元分析

4．2 仿形修边铣刀有限元分析

4．2．1 静力学分析

4．2．2 模态分析

4．3 本章小结

第五章 仿形修边系统立柱组件的性能分析与改进设计

5．1 立柱组件的有限元分析

5．1．1 静力学分析

5．1．2 模态分析

5．1．3 结论

5．2 立柱组件结构改进方案的选择

5．3 改进立柱组件的静力学分析

5．3．1 两种改进结构静态特性分析

5．3．2 原结构与改进结构静态特性对比分析

5．4 改进立柱组件的模态分析求解

5．4．1 两种改进结构模态分析

5．4．2 原结构与改进结构模态分析对比

5．5 结果分析及结论

5．6 本章小结

第六章 仿形修边系统的运动仿真分析

6．1 虚拟样机技术及ADAMS简介

6．1．1 虚拟样机技术的含义

6．1．2 ADAMS软件介绍

6．1．3 ADAMS运动学求解原理

6．2 虚拟样机模型的建立

6．2．1 模型的简化及导入

6．2．2 施加约束与驱动

6．3 运动仿真分析

6．3．1 仿形修边刀运动学仿真

6．3．2 摇杆的运动学仿真

6．3．3 跟踪座的运动学仿真

6．4 本章小结

总结与展望

参考文献

攻读学位期间发表的学术论文

声明

致谢