玻璃磨边机主机架结构力学特性分析与优化设计

摘要

机床工业作为机械制造业的基础，其先进程度直接决定着机械制造业的发展程度，而提高机械系统工作性能及产品质量的关键就在于提高机床的动静态性能。玻璃磨边机是汽车用玻璃加工的关键设备，直接影响汽车的性能。
　　本文以全自动玻璃预处理生产线上的关键设备玻璃磨边机为研究对象，研究分析如何提高磨边机主机架结构的强度和刚度，如何改善其动态特性，从而提高玻璃磨边工艺的精度和效率。以玻璃磨边理论为基础，结合磨边机机身结构特点，分别研究数控机床的实体建模技术、有限元分析技术和结构优化技术。
　　首先从简化的单个磨粒的切削状态入手，建立玻璃磨边机工作时法向和切向磨削力数学模型，利用Matlab编程对玻璃磨边过程中的粗磨、精磨和光磨三个阶段进行计算，得到玻璃磨边过程中磨削力的实时变化曲线。
　　运用三维软件Pro/E建立玻璃磨边机实体模型，结合工程实际简化后导入ANSYS Workbench中，设置载荷和边界条件进行力学性能分析，得到磨边机极限工况下的结构变形和应力分布情况。根据模态分析提取的固有频率和振型，研究玻璃磨边机的动态特性和临界转速，为提高磨边机的加工精度和抗振性能指明方向。
　　最后，根据力学性能分析和模态特性分析的结果，以玻璃磨边机主机架截面尺寸为设计变量，以极限工况下的最大变形量为目标函数，以一阶固有频率、质量、最大应力值为约束条件，建立玻璃磨边机主机架结构的优化设计模型。分别对设计变量进行灵敏度分析，明确各输入输出参数的优先级，利用ANSYS Workbench中Design Exploration模块实现玻璃磨边机主机架结构的优化设计。
　　本文针对全自动玻璃预处理生产线上的关键设备玻璃磨边机，研究工作包括了其主机架结构力学特性、实体建模、有限元分析和优化设计等，论文的工作源于工程实际，具有明确的工程应用价值。

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第1章 绪论

1.1论文的研究对象和研究背景

1.2论文主要内容的国内外研究现状

1.3论文的工作目的和意义

1.4论文的主要研究内容

第2章 玻璃磨边机的磨削力与进给量计算

2.1玻璃磨边机结构及工艺分析

2.2玻璃磨边机的受力分析

2.3玻璃磨边机磨削力与进给量的关系

2.4玻璃磨边过程中的磨削力与进给量的计算

2.5 本章小结

第3章 玻璃磨边机主机架结构的力学特性分析

3.1 玻璃磨边机的实体模型的建立

3.2玻璃磨边机主机架结构的应力与应变分析

3.3玻璃磨边机主机架结构的模态特性分析

3.4本章小结

第4章 玻璃磨边机主机架结构的优化设计

4.1优化设计理论及方法

4.2玻璃磨边机主机架优化设计

4.3 优化对比分析

4.4本章小结

第5章 总结与展望

5.1论文工作总结

5.2未来工作展望

致谢

参考文献