CX8075高速加工中心結(jié)構(gòu)有限元分析及輕量化研究.pdf

1、高速切削加工具有高效率、高精度和低成本的突出優(yōu)勢，是最重要、最具共性的先進制造技術(shù)之一，具有廣闊的發(fā)展和應用前景。高速高精度機床是實現(xiàn)高速切削的物質(zhì)基礎。在高速機床的結(jié)構(gòu)設計中，以有限元方法和模態(tài)分析理論為支撐的現(xiàn)代設計方法，已經(jīng)成為機床設計發(fā)展的必然趨勢。
　　 本論文所研究的CX8075高速車銑復合加工中心具有較高的切削速度和較大的切削用量，這就要求機床具有合理的結(jié)構(gòu)配置和優(yōu)良的動靜態(tài)性能。該加工中心屬于單件小批次生產(chǎn)，所以

2、在圖紙設計階段就必須保證機床的工作性能滿足設計要求。機床在設計初期運用有限元理論，建立了機床結(jié)構(gòu)的有限元模型，在對其進行有限元分析的基礎上，通過對機床結(jié)構(gòu)的改進使設計出的機床零件及整機具有較高的靜剛度和動態(tài)特性。這些新技術(shù)的研究和應用，對新機床工作性能的改善、加工精度的提高、開發(fā)周期的縮短和開發(fā)成本的降低等具有十分重要的現(xiàn)實意義。本論文的主要研究內(nèi)容概括如下：
　　 (1)在建立了立式車銑復合加工中心有限元模型之后，利用有限元分

3、析軟件對立式車銑復合加工中心的各個主要結(jié)構(gòu)部件進行動、靜態(tài)分析，分析機床應力分布規(guī)律，并確定機床的薄弱部位，為結(jié)構(gòu)優(yōu)化提供理論依據(jù)。
　　 (2)在模態(tài)分析和諧響應分析結(jié)果的基礎上，找出床身的薄弱環(huán)節(jié)。再以改變床身的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、提高床身的抗振性能為出發(fā)點，提出了床身結(jié)構(gòu)的優(yōu)化方案，并在機床制造中得到采用。
　　 (3)通過對加工中心整機進行有限元分析，研究了加工中心整機的動態(tài)性能，得出加工中心在正常工作時應該避開的頻率范圍