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分析船用数控曲轴内铣床结构设计和

收藏本文 2024-04-01 点赞:28645 浏览:131242 作者:网友投稿原创标记本站原创

摘要:随着我国船舶工业的快速进展,船用数控曲轴内铣机床作为加工其核心部件曲轴的母机也呈快速进展的走势。由于其结构庞大、设备吨位重、制造费用高,很有必要进行预先计算、仿真,以而使设计者对内铣机床的特性有全面的了解,使整个设计更加改善。本课题在参考大量国内资料的基础上,提出四种内铣机床的总体结构案例,通过比较浅析,确定了船用数控曲轴内铣机床的总体结构案例,再运用SopdWorks三维软件对机床主要零部件进行三维建模及总体组装。针对机床结构的关键技术—滚珠丝杠的安装、选取以及伺服电机的选取,进行了系统的浅析,计算和校核,相比于以前的设计人员总是依靠经验来选择滚珠丝杠和伺服电机,可以有效提升机床设计的成功率。对机床的关键部件床身和铣头箱进行了有限元浅析。运用SopdWorks软件对床身和铣头箱进行建模,在ABAQUS中划分网格,通过探讨滑台分别处于床身的三种极端位置时床身的总体结构变形和模态振型,找出了床身的薄弱环节;通过对铣头箱的静力学浅析和模态浅析可知,铣头箱的静力学特性较好而动力学特性较差,尤其是前两阶固有频率较低,铣头箱的动态特性有待改善。利用ANSYS的参数化设计语言APDL,选用ANSYS自带的优化工具完成铣头箱的优化设计,通过优化设计,使铣头箱前两阶的固有频率有了显著提升,提升了铣头箱的动态性能。本课题的探讨将为船用数控曲轴内铣床的设计提供指导和经验,推动现代设计技术在数控机床领域的运用进展。关键词:船用数控曲轴内铣床论文有限元浅析论文静力浅析论文动态特性浅析论文

    摘要6-7

    Abstract7-12

    第1章 绪论12-17

    1.1 引言12-13

    1.2 课题探讨的背景和作用13

    1.3 国内外船用数控曲轴内铣机床的进展情况13-15

    1.3.1 国外船用数控曲轴内铣机床的进展情况13-14

    1.3.2 国内船用数控曲轴内铣机床的进展情况及进展走势14-15

    1.4 论文的主要探讨策略及工作内容15-17

    第2章 内铣机床总体结构案例及有限元论述17-30

    2.1 机床的主要组成部分17-18

    2.1.1 床身17

    2.1.2 左、右支架17

    2.1.3 滑台17-18

    2.1.4 框架18

    2.1.5 铣头箱18

    2.2 机床的总体设计案例18-21

    2.3 有限元论述21-25

    2.3.1 有限元法的进展概况21-22

    2.3.2 有限元法在结构浅析中的运用22-23

    2.3.3 有限元法在结构浅析中的浅析历程23-25

    2.4. 结构静、动态性能浅析的论述基础25-26

    2.4.1 静态性能浅析的论述基础25

    2.4.2 动态性能浅析的论述基础25-26

    2.5 ABAQUS 软件介绍26-29

    2.5.1 ABAQUS 的组成26-27

    2.5.2 ABAQUS 的特点与功能27

    2.5.3 ABAQUS 在结构浅析中的基本历程27-29

    2.6 本章小结29-30

    第3章 伺服进给系统机械传动机构的设计30-43

    3.1 数控机床对进给传动系统的基本要求30-31

    3.2 滚珠丝杠螺母副的工作原理及支撑方式31-33

    3.2.1 滚珠丝杠螺母副的工作原理和特点31-32

    3.2.2 滚珠丝杠螺母副的支撑方式32-33

    3.3 滚珠丝杠副的选择与校核计算33-38

    3.3.1 滚珠丝杠副的选择计算33-36

    3.3.1.1 精度选择33

    3.3.1.2 丝杠导程的确定33-34

    3.3.1.3 按额定动载荷初步确定滚珠规格34-36

    3.3.2 滚珠丝杠副的校核计算36-38

    3.3.2.1 压杆为稳定性的核算36

    3.3.2.2 滚珠丝杠临界转速核算36-37

    3.3.2.3 滚珠丝杠的精度验算即刚度校核37-38

    3.4 伺服电机的选择与校核计算38-42

    3.4.1 结构模型参数38-40

    3.4.2 伺服电机出初步选型40-41

    3.4.3 初步选型的伺服电机的校核计算41-42

    3.5 本章小结42-43

    第4章 床身的有限元浅析43-53

    4.1 PMC55350c 船用数控曲轴内铣机床介绍43-44

    4.2 三维造型软件 SopdWorks 介绍44-46

    4.3 床身结构及受力浅析46-47

    4.3.1 床身的有限元模型46-47

    4.3.2 床身受力浅析47

    4.4 床身静力学浅析47-51

    4.5 床身动力学浅析51-52

    4.6 本章小结52-53

    第5章 铣头箱的有限元浅析及优化设计53-66

    5.1 铣头箱的有限元模型53-54

    5.2 铣头箱的受力浅析54-56

    5.3 铣头箱的静力学浅析56-59

    5.4 铣头箱的动力学浅析59-60

    5.5 内铣机床铣刀盘工作频率的计算60-61

    5.6 铣头箱的结构优化设计61-65

    5.6.1 ANSYS 优化设计策略61

    5.6.2 建立模型61-62

    5.6.3 优化策略的选择62-63

    5.6.4 优化结果63-65

    5.7 本章小结65-66

    总结66-67

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