文档介绍：兰州理工大学
硕士学位论文
精密机床床身的动态特性分析与优化
姓名:王富强
申请学位级别:硕士
专业:机械制造及其自动化
指导教师:芮执元
20070501
摘要随着精密机床向高速度、高精度、高柔度方向的迅速发展,除了要求机床重量轻、成本低、使用方便和具有良好的工艺性外,还着重要求机床具有愈来愈高的加工性能。机床的加工性能包括其加工质量和切削效率两个重要的方面,通常用被加工零件能达到的最高精度和表面光洁度来评定机床的加工质量,用金属切除率或切削用量的最大极限值来评定机床的切削效率。而机床的加工性能又与其动’态性能紧密相关,事实证明,随着机床加工性能的不断提高,对机床动态性能的要求也愈来愈高。床身是机床的一个重要基础部件,因此床身动态性能直接影响到机床的加工精度。精密机床的床身一般为具有筋板的框形结构,床身内部的筋板的布置以及筋板开孔的尺寸对机床动态性能有巨大的影响。合理地选择筋板的布置形式和筋板孔的尺寸,不但可以提高床身的动态性能,而且可以节约材料和降低生产成本。本文以立式加工中心床身为例,对影响精密机床床身动态性能的因素进行了探究。首先建立床身的有限元模型,并对其进行动态分析,找出床身的薄弱环节。再以改变床身的内部结构为出发点,提高床身的抗振性能。即先提出床身的几种典型筋板布局方案并对其进行分析,以床身结构固有频率为优化目标,从中选取合理的筋板布局型式;然后提取床身的典型元结构并进行结构优化设计,找出合理的结构优化参数;最后以元结构优化结果为依据,提出该床身结构的优化方案,并对方案进行分析。分析结果表明,该方案床身的动态性能有了明显的关键词:床身,动态特性,动态分析,结构优化,有限元,提高。硕士学位论文
要耋墨互鏖窒墼垫查兰竺坌丝皇堡些,...疭,,,,.,:琩琱,.,.,瓵瑃.—瑃篺..Ⅱ
芗立房殇宴名凌日期:力年∥月仁日兰州理工大学学位论文原创性声明学位论文版权使用授权书本人郊重声明:所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外,本论文不包含任学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许论文幺,何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名:本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定,同意被查阅和借阅。本人授权兰州理工大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于⒈C芸冢年解密后适用本授权书。⒉槐C芡拧朐谝陨舷嘤Ψ娇蚰诖颉”导师签名:日期;日期:月月年年日日/、。
第绪论课题的研究背景及意义床工作性能和加工质量的主要因烈4采硎腔驳囊桓鲋匾5幕〔考机床是现代制造技术的工作母机,在某种意义上,一个的高低,决定着这个的高低。在信息革命的推动下,现代工业技术发展迅猛。近年来,各国在信息工业。航空航天工业,军事工业,电子工业,能源工业等领域竞争日益激烈。随着这些高科技领域日益向高速、高效、精密、轻量化和自动化的方向发展,对机床的要求也越来越高。现代机床正向高速、大功率、高精度的方向发展。随着机床向高速度、大功率和高精度方向的发展,除了要求机床重量轻、成本低、使用方便和具有良好的工艺性能以外,而着重要求机床具有愈来愈高的加工性能。而机床的加工性能又与其和工件间具有一定的相对运动关系和满足机床几何精度要求,采用经验和类比的方法进行,设计的主要依据是静刚度和静强度,对机床的动态性能考虑较少。在利用传统方法进行机床结构的设计计算对,因为不能准确地把握机床结构与其动态特性之间量的关系,所以结构设计的结果常常是以较大的安全系数加强机床结构。这样的设计方法容易导致机床结构尺寸和重量的加大;其结果一则不能很好发挥材料的潜力,二来机床结构的动态性能也不会有根本的改进提高。所以,后来科研工作者对机床的动态特性、切削稳定性进行了大量的研究工作,最初是以实物或模型为基础,进行机床性能试验,从中发现规律,分析影响机床动态性能的主要原因,寻求解决问题的方法,处于弄清机理,说明现象的定试手段,使研究进入一个全新的计算机辅助分析和优化设计的定量研究阶段,系统地建立了机床动态特性的研究理论,达到了一定的实用程度,并在不断地由于精密机床在工作时的切削用量一般不大,所承受的工作载荷一般比较小,其静强度和刚度一般都能满足设计要求,因此机床的动态性能成为影响机动态特性紧密相关。事实表明,随着机床的加工精度的不断提高,对机床动态特性的要求也愈来愈高。多年来,由于受到理论分析和测试实验手段落后的限制,机床结构的设计计算主要沿