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数控落地镗铣床,主轴滑枕,刚度,有限元,误差补偿,变形,

收藏本文 2024-01-17 点赞:25484 浏览:111145 作者:网友投稿原创标记本站原创

摘要:大型数控落地镗铣床作为工业生产制造的基础设备在能源、冶金、矿山、航空航天、汽车、发电设备、国防等行业的机械加工方面均扮演着不可替代的角色。大型数控落地镗铣床的主轴在滑枕内移动,工作历程中滑枕以主轴箱中伸出的长度在1200mm左右,重达5吨,由此在其自重以及镗削力的共同作用下主轴滑枕将产生变形,严重超出了国家标准规定的0.03mm/500mm精度要求,即我们常说的“主轴低头”现象。这种现象在工业生产中将会严重影响机床的加工精度导致产品的加工质量得不到保证。本论文对TH6920大型数控落地镗铣床的主轴滑枕建立了有限元模型,通过论述计算结合有限元仿真浅析的策略,探讨其主轴滑枕的主要变形,同时设计了相应的补偿装置来减小此变形,进而提升其加工精度。本论文探讨的具体内容如下:1.参考既有的主轴滑枕数学模型,结合TH6920大型数控落地镗铣床的实际情况,确定其主轴滑枕的等效模型参数,并进行论述计算浅析其变形。2.在确定好主轴滑枕参数模型后,根据弹塑性力学、材料力学以及有限元浅析的基本论述,利用ANSYS软件建立其有限元模型,浅析其主要受力及变形。3.基于主轴滑枕的论述变形浅析,设计“油压缸-拉杆”补偿装置,同时将此模型导入有限元软件ANSYS中浅析其补偿后的变形效果,与原始模型的变形进行比较,进而验证此补偿模型的正确性。4.基于补偿后的主轴滑枕模型,用有限元软件ANSYS对其进行模态浅析,得到主轴滑枕的受迫振动频率范围,以便在工作历程中避开这些频率范围,减小其振动,以而进一步提升机床整体的加工精度。5.基于“plc-电液伺服比例阀”反馈制约系统,给出相应的主轴滑枕工作行程的拉力补偿制约程序,对补偿后的主轴滑枕系统进行电气PLC反馈制约。探讨结果表明:大型数控落地镗铣床主轴滑枕在其自身重力与镗削力的共同作用下,其最大变形为0.061mm,采取“油压缸-拉杆”补偿装置进行补偿后,其变形减少为0.025mm,达到了国家标准,同时也验证了有限元仿真的可靠性。关键词:数控落地镗铣床论文主轴滑枕论文刚度论文有限元论文误差补偿论文变形论文

    摘要4-5

    Abstract5-9

    第一章 绪论9-19

    1.1 课题的探讨作用及来源9-11

    1.1.1 课题的探讨作用9-10

    1.1.2 课题的来源10-11

    1.2 滑枕变形及补偿探讨的概况11-17

    1.2.1 滑枕变形补偿探讨的内容12

    1.2.2 滑枕变形补偿的探讨策略12-15

    1.2.3 滑枕变形补偿探讨的国内外近况15-17

    1.3 课题的探讨内容及目的17-19

    1.3.1 课题的探讨内容17-18

    1.3.2 课题的探讨目的18-19

    第二章 落地镗铣床主轴滑枕工作历程浅析19-32

    2.1 滑枕坐标系介绍19-21

    2.2 滑枕工作状态浅析21-28

    2.2.1 滑枕工作时受力浅析21-22

    2.2.2 滑枕工作时镗削力的确定22-23

    2.2.3 滑枕工作论述变形浅析23-28

    2.3 滑枕接触件刚度浅析28-31

    2.3.1 镗杆主轴轴承刚度浅析:29-30

    2.3.2 角接触球轴承的刚度计算30

    2.3.3 角接触球轴承受力浅析30-31

    2.3.4 轴承径向刚度计算31

    2.4 本章小结31-32

    第三章 落地镗铣床主轴滑枕变形有限元仿真及模态浅析32-44

    3.1 有限元法介绍32-35

    3.1.1 有限元法的基本概念32

    3.1.2 有限元法的基本步骤32-35

    3.1.3 ANSYS 介绍35

    3.2 滑枕变形有限元浅析35-43

    3.2.1 模型单元设置与网格划分36-38

    3.2.2 ANSYS 变形浅析38-39

    3.2.3 模态浅析概述39-41

    3.2.4 主轴滑枕模态浅析41-43

    3.3 本章小结43-44

    第四章 落地镗铣床主轴滑枕变形及误差补偿44-55

    4.1 补偿原理浅析44-48

    4.1.1 补偿案例浅析44-47

    4.1.2 补偿设计47-48

    4.1.3 补偿拉力的确定48

    4.2 补偿装置设计48-49

    4.2.1 拉杆强度设计48-49

    4.2.2 拉杆强度设计49

    4.3 补偿效果浅析49-54

    4.3.1 有限元接触论述49-52

    4.3.2 补偿效果有限元浅析52-54

    4.4 本章小结54-55

    第五章 落地镗铣床主轴滑枕补偿系统的反馈制约55-61

    5.1 制约单元的选择55-57

    5.1.1 伺服阀与比例阀的介绍55

    5.1.2 伺服阀与比例阀的差别55-57

    5.1.3 反馈制约系统的设计57

    5.2 PLC 制约论述57-59

    5.3 本章小结59-61

    第六章 总结与展望61-63

    6.1 本论文主要探讨结论与成果61

    6.2 有待进一步探讨的工作61-63

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