大型數(shù)控龍門鏜銑床鑲塊式組合床身剛度研究與結(jié)構(gòu)設(shè)計.pdf

1、論文針對影響大型數(shù)控機床精度保持的關(guān)鍵因素—整體式床身結(jié)構(gòu)件變形問題，提出了一種有悖于傳統(tǒng)觀念的鑲塊分體式結(jié)構(gòu)的床身設(shè)計方法，并提出了用于分析變形問題的幾何變形量和工藝變形量兩個概念。文中以大型龍門式鏜銑床的橫梁結(jié)構(gòu)為例，設(shè)計了鑲塊分體式的結(jié)構(gòu)并建立了剛度計算理論模型。通過理論分析計算證明了通過正確的連接方法連接的分體式結(jié)構(gòu)在剛度上與整體式結(jié)構(gòu)基本一致，而分體式結(jié)構(gòu)由于單塊體積小，在幾何變形量和工藝變形量等主要方面明顯優(yōu)于整體式結(jié)構(gòu)。<

2、br>　　采用傳統(tǒng)方法設(shè)計的整體式橫梁結(jié)構(gòu)設(shè)計方法簡單，容易實現(xiàn)較大的設(shè)計剛度。但以現(xiàn)行的工藝方法消除內(nèi)應(yīng)力的效果與較小體積的分體式結(jié)構(gòu)相差很多，隨著時間的推移整體式大結(jié)構(gòu)橫梁容易出現(xiàn)彎曲變形，已經(jīng)成為影響大型數(shù)控機床精度保持的主要因素;而較小體積的分體式結(jié)構(gòu)的幾何變形與整體幾何變形之間存在非正相關(guān)性，從幾何原理上明顯與整體式結(jié)構(gòu)相差不大;同時，較小體積的分體式結(jié)構(gòu)制造工藝性明顯優(yōu)于大型整體式結(jié)構(gòu)，易于消除內(nèi)應(yīng)力，從而使精度保持更久。<

3、br>　　論文的主要研究內(nèi)容包括以下幾個方面:以大型龍門式鏜銑床的橫梁結(jié)構(gòu)為例，采用UG6.0軟件分別建立了整體式和分體式橫梁的三維模型，采用ANSYS Workbench軟件對其分別進行了剛度分析，綜合比較了四種類型的橫梁界面，用靜剛度分析結(jié)果證明了分體式結(jié)構(gòu)完全可以代替整體式結(jié)構(gòu);分體式結(jié)構(gòu)采用在粗加工并消除應(yīng)力處理后用高強度鉸制孔螺栓連接并施加一定的預(yù)緊力，通過研究合理分配螺栓的數(shù)量和規(guī)格以及預(yù)緊力的大小與保證連接界面的剛度的關(guān)系

4、，提出了用于分析計算的數(shù)學(xué)模型，給出了這方面的分析結(jié)論，對實際應(yīng)用有理論上的一定的指導(dǎo)意義;從幾何分析的角度研究了分體式結(jié)構(gòu)變形的幾何特點和整體式結(jié)構(gòu)的區(qū)別，證明了分體式結(jié)構(gòu)在幾何變形量上的優(yōu)勢;采用ANSYS Workbench軟件對橫梁模型進行模態(tài)分析，詳細地比較了整體式橫梁結(jié)構(gòu)與分體式橫梁結(jié)構(gòu)前六階振動頻率和振動形式，證明了分體式結(jié)構(gòu)的抗震性與整體式結(jié)構(gòu)非常相近;從制造工藝性的角度分析了分體式結(jié)構(gòu)的優(yōu)點，指出了實際應(yīng)用的可行性，闡