文档介绍：东南大学
硕士学位论文
高精度数控机床的结构动态分析与优化设计
姓名:李芳
申请学位级别:硕士
专业:机械电子工程
指导教师:张建润
20080306
高精度数控机床的结构动态分析与优化设计捅要研究生:李芳导师:张建润洗笱本文围绕国家自然科学基金项目“机床结构动态优化创新设计丶际跹芯俊焙徒帐】萍蓟础建设项目“江苏省数控工程技术研究中心”两个课题,对新一代高精度高速五坐标数控加工中心进行动力学分析与优化设计。论文首先建立了加工中心整机及主要零、部件的疌模型,通过模态试验测试并采用分量分析法对影响整机动、静态特性的滑块导轨结合面特征参数进行了识别;其次在对原整机有限元模型进行分析的基础上,对原加工中心的薄弱环节进行结构改善和优化设计,提出改进方案,;最后成功应用了调谐阻尼器减振技术减小机床在共振区附近的振动响应,进一步提高整机的动、静态性能。本文的创新点主要体现在以下几个部分:捎媒峁苟ρХ治隼砺郏τ糜邢拊H砑治龌舱案髁悴考亩匦裕贸龊崃汉椭髦系统是影响加工中心整机动力学特性的环节。。üL匝椴馐约庸ぶ行幕榈脊旖岷厦娴亩ρ匦裕捎梅至糠治龇ǖ贸鼋岷厦娴亩ρ性参数并应用于加工中心的动力学建模。蕴寤T际怨逃衅德饰D勘旰院崃航型仄擞呕玫搅私虾玫母拍钌杓朴呕峁梗此设计出最优横粱结构,优化后的结构动、静态特性都有明显的提高。τ玫餍匙枘崞骷跽窦际趵匆种普谀承┕舱衿德实愀浇恼穸煊Γ⑶胰〉昧撕芎玫氖导市关键词:有限元、模态分析、拓扑优化、调谐阻尼器果。
—’縒::產;,;,琣东南人学坝宦畚琧瓵,、甊’瑃—,.、.,
导师签名湃掌冢学位论文独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知,除了文中特别加以标注和致谢的地方外,论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果,也不包含为获得东南大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并学位论文使用授权声明东南大学、中国科学技术信息研究所、国家图书馆有权保留本人所送交学位论文的复印件和电子文档,可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。除在保密期内的保密论文外,允许论文被查阅和借阅,可以公布ǹ论文的全部或部分内容。论文的公布ǹ授权东南大学研研究生签名:表示了谢意。究生院办理。
,使其生产效率、加工精度、加工表面质量、结合部研究室,通过对各种结合条件下平面结合面特性的实验研究,获得了大量可供实际设计使用的结合自世纪中叶数控技术出现以来,数控机床给机械制造业带来革命性的变化。数控机床是一种高度机电一体化的产品。具有加,嵝院茫ǘ雀撸矢叩奶氐悖视二加嗥分中∨尽⒔峁菇复杂、精度要求高的零件,是现代制造业的基础装备。数控机床的技术水平是衡量一个国家综合实力和国防安全的重要标志,年北京国际机床展览会集中反映了当今世界数字制造的新成就和机床技术进一步向高速,高效,精密,复合,智能,环保发展的总趋势。。我国数控技术的发展起步于二十世纪五十年代,通过“六五”期间引进数控技术,“七五”组织消化吸收“科技攻关”,我国的数控技术和数控产业取得了很大的成绩,到“八五”末期,⑵鸩堤逑祷=昀矗夜刈氨傅牟恳悦磕サ乃俣递增。但是,由于技术水平和工业基础比较落后比之先进国家同类机床还有着相当的差距⋯。大型高精度高速五坐标龙『丶庸ぶ行氖窍执娇蘸教煲当夭豢缮俚募覶设备,是衡量一个的重要标志。目前国内一些行业配置的都是从国外进口,而国外政府对我国进口五坐标数控加工中心一直采用限制政策,这严重影响了我国航空、航天业的进一步发展。因此,如何应用动态设计方法设计与优化出具有当代、适合我国国内用户需求的大型五坐标数控加工中心不仅在经济上具有重大意义,而且对我国国防,档姆⒄挂簿哂猩钤兑庖濉癑。本论文研究的内容是完全结合江苏省科技基础建设项目“江苏省数控碳际跹芯恐行摹批准号:和国家自然科学基金项目“机床结构动态优化创新设计丶际跹芯俊批准号:械摹O钅孔钪盏哪康氖翘教趾脱芯炕捕杓坪陀呕际酰7⒊鲂乱淮哂凶灾髦自身重量等各项指标和综合技术水平达到。结合面的研究首先是从结合面的静态特性开始的,在国外,最早是苏联于世纪年代对各种滑动导轨和铸铁固定结合面的静态特性所进行的测定。另外,、和等人先后对相对较小的金属结合面进行实验研究。、等人曾试图测量结合面的法向动态特性,、等人对结合面切向特性进行了研究,但由于结合面的动态研究相对较凼难,目前结合面阻尼及其衰减能的理论计算