数控立式磨床产品族可适应模块化设计与应用

摘要

数控立式磨床属金属切削机床中的一种高精度机床，广泛应用于大中型回转体的磨削加工,工件主轴和刀具主轴的回转轴线垂直于水平面。与卧式磨床相比，立式磨床具有工件装卡方便，加工精度和加工效率更高等优点。随着数控立式磨床产品应用范围和需求量越来越大，而且客户对产品提出越来越多个性化功能要求，传统设计生产管理方式不能满足产品大规模定制要求，运用先进设计手段和理念提高产品性能和设计生产效率对数控立式磨床生产企业来说具有十分重要意义。本文围绕数控立式磨床可适应设计模块化设计规划、产品结构布局优选及评价、产品设计平台构建、核心功能部件力矩电机直驱静压转台设计展开研究。具体研究内容如下：
　　首先，针对不同行业对数控立式磨床的需求，在功能分析的基础上，对数控立式磨床进行模块划分和接口标准化设计，并且分别进行了横系列、纵系列以及跨系列的产品可适应、模块化设计规划。
　　其次，构建了数控立式磨床产品设计管理平台，阐述了快速响应用户需求方案设计和合同产品协同设计过程，进一步研究了产品零部件图纸编码和物料编码规则，提高了产品研发设计效率。
　　再次，构建了四种类型的数控立式磨床整机结构布局模型，运用有限元分析软件进行静动态特性分析，基于模糊评价法对四种布局方案进行综合评价，从而得出最优整机结构布局方案。
　　然后，构建了一种典型的已经历过实际生产的立式磨床产品机型模型，并进行了基于整机和重要大型零件的结构改进，运用有限元分析软件对原有机型和多个改进机型进行静动态特性分析，通过对比性能分析数据得出最优的结构改进方案。
　　最后，介绍了数控立式磨床核心部件模块力矩电机直驱内反馈闭式静压转台结构特点及优势，阐述了内反馈闭式静压轴承的原理和刚度流量计算，构建了转台性能测试试验台，介绍了试验台组成及转台性能测试实验过程。

目录

声明

字母注释表

1.1数控立式磨削机床的发展

1.2机床模块化设计研究及应用现状

1.3机床可适应设计研究及应用现状

1.4机床设计方案综合评价的研究现状

1.5液体静压转台技术研究和应用现状

1.6课题的研究意义和研究内容

2.1数控立式磨床的需求分析

2.2数控立式磨床的功能分析

2.3数控立式磨床的总体结构概述

2.4数控立式磨床的模块划分与接口设计

2.5数控立式磨床产品可适应设计变型与升级

2.6数控立式磨床产品族可适应设计模块化系列化规划

2.7本章小结

第三章 数控立式磨床产品族可适应模块化设计平台构建

3.1 数控立式磨床可适应模块化设计管理平台构建

3.2数控立式磨床模块数据库构建

3.3 快速响应用户需求方案配置

3.4数控立式磨床合同产品协同设计

3.5平台零部件图纸编码与ERP物料编码

3.6 本章小结

4.1整机结构布局概述

4.2 各种整机结构布局三维模型建立

4.3整机结构布局静动态分析

4.4基于模糊评价法的结构布局性能可适应综合评价

4.5本章小结

第五章 数控立式磨床典型实例静动态分析优化设计

5.1 已生产工作台面1.6m数控立式磨床模型建立

5.2 原有生产机型结构模型有限元静动态分析

5.3 结构优化改进及创新设计原则

5.4 结构改进

5.5改进结构整机有限元分析

5.6 优化前后性能比较分析

5.7 本章小结

第六章 内反馈闭式静压转台模块结构设计和系列化规划

6.1 内反馈闭式静压原理

6.2 典型1.25m内反馈闭式静压转台参数计算与结构设计

6.3 典型1.25m内反馈闭式静压转台静力分析与优化设计

6.4 典型1.25m内反馈闭式静压转台结构确定

6.5 典型1.25m静压转台液压系统及恒温系统设计

6.6 典型1.25m静压转台性能试验

6.7 内反馈闭式静压转台模块系列化规划和模块接口设计原则

6.8 本章小结

第七章 结论与展望

7.1 结论

7.2 展望

参考文献

发表论文和参加科研情况说明

致谢