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iframe(src='///ns.html?id=GTM-T947SH', height='0', width='0', style='display: visibility:')基于数控加工中心深孔加工的枪钻应用技术分析--《学园》2014年06期
基于数控加工中心深孔加工的枪钻应用技术分析
【摘要】：本文针对枪钻技术的重要性,首先介绍了枪钻的结构、工作原理以及使用条件,然后分析了其在深孔加工中的实际应用。
【作者单位】：
【关键词】：
【分类号】：TG527【正文快照】：
数控机床加工技术可实现零件的高精度加工,在当前制造业应用极为广泛,深孔加工则是其重要组成部分。在汽车、航空、石油等领域,深孔加工技术水平与零件质量密切相关,因此在孔的形状、尺寸等方面要求较为严格,钻孔设备的选择显得尤为关键。枪钻是一种具有高精度的深孔加工刀具,
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京公网安备74号加工中心立柱结构优化设计与静压导轨分析--《大连理工大学》2014年硕士论文
加工中心立柱结构优化设计与静压导轨分析
【摘要】：采用静压润滑技术的静压导轨具有很高的承载能力,是重型机床的重要组成部分,分析其受载时压力分布是机床结构设计的基础。本文采用拓扑优化技术获得机床支承件的概念模型；而后对概念模型的传力路径单元化以创建初步机床支承件的结构；最后对相关尺寸进行优化设计,构建机床支承件结构的最优方案。采用本流程可大大缩短带有液体静压导轨的机床支承件开发周期,提高效率。结合课题需要,本文对机床静压导轨进行了分析,并基于此,对机床支承件进行了结构设计,主要工作如下：
(1)计算典型工况下切削力。提出了切削力计算原则,以立式车/铣复合加工中心为例,计算立式车/铣复合加工中心切削力；构建了立柱的力学模型,求解了立式车/铣复合加工中心立柱所受集中力,并对该集中力进行分配,获得立柱导轨的集中力；
(2)分析了机床静压导轨的工作原理及结构特征,并结合本课题分析对象,确定了重型立式车/铣复合加工中心立柱的静压导轨的供油方式和结构型式；基于不等面积对置油腔导轨工作原理,讨论了静压导轨油腔压力、承载能力、刚度的计算公式,并对联接横梁与立柱的静压导轨进行了分析；
(3)建立了立式车/铣复合加工中心立柱的拓扑优化有限元模型,且分别以立柱多工况下的加权柔度和静动态多目标进行了拓扑优化,获得立柱概念模型；
(4)由概念模型得到机床支承件的传力路径,对传力路径进行单元化处理,获得立柱初步方案；
(5)对立柱关键尺寸进行了静动态多目标的优化设计：建立了立柱静动态多目标多参数的优化模型,通过灵敏度分析和优化处理,确定最优的立柱结构模型。
【关键词】：
【学位授予单位】：大连理工大学【学位级别】：硕士【学位授予年份】：2014【分类号】：TG659【目录】：
摘要4-5Abstract5-101 绪论10-18 1.1 课题来源与研究背景10-11 1.2 国内外研究现状与发展趋势11-16
1.2.1 机床静压导轨研究概况11-13
1.2.2 支承件结构优化设计方法与研究现状13-15
1.2.3 课题组相关研究成果15-16 1.3 本文研究的主要内容16-182 理论基础18-24 2.1 液体润滑理论基础18-20 2.2 拓扑优化20-21
2.2.1 拓扑优化基本思路20-21
2.2.2 拓扑优化建模21
2.2.3 拓扑优化设计流程21 2.3 尺寸优化21-23
2.3.1 尺寸优化基本思路22
2.3.2 尺寸优化设计流程22-23 2.4 本章小结23-243 支承件载荷约束分析24-36 3.1 数控立式车/铣复合加工中心简介及技术参数24-25
3.1.1 立式车/铣复合加工中心简介24-25
3.1.2 立式车/铣复合加工中心技术参数25 3.2 典型切削工况切削力计算25-28
3.2.1 车削力计算依据26
3.2.2 切削力工况选择26-27
3.2.3 本文切削力计算27-28 3.3 立柱典型工况载荷分析28-34
3.3.1 立柱力学模型28-31
3.3.2 载荷分配31-34 3.4 立柱约束分析34 3.5 本章小结34-364 静压导轨的分析36-53 4.1 液体静压导轨特点36-37 4.2 液体静压导轨工作原理37-39
4.2.1 定压供油式静压导轨工作原理37-38
4.2.2 定量供油式静压导轨工作原理38
4.2.3 供油方式对比及选取38-39 4.3 静压导轨结构特征39-41
4.3.1 开式静压导轨39-40
4.3.2 闭式静压导轨40
4.3.3 导轨结构对比及选取40-41 4.4 静压导轨油腔结构特征、流量及有效承载面积41-44
4.4.1 静压导轨油腔结构特征41
4.4.2 油腔的流量计算41-43
4.4.3 有效承载面积43-44 4.5 不等面积对置油腔分析44-47
4.5.1 不等面积对置油腔的工作原理44
4.5.2 主要计算公式44-47 4.6 横梁与立柱静压结合面油膜分析47-52
4.6.1 理论分析47-49
4.6.2 CFD仿真分析49-52
4.6.3 理论分析与仿真分析结果对比52 4.7 本章小结52-535 立柱结构方案设计53-66 5.1 集中力载荷和压强载荷对比53-55 5.2 立柱结构拓扑优化55-60
5.2.1 优化建模55-57
5.2.2 优化设置57-58
5.2.3 优化结果58-60 5.3 传力路径单元化处理60-62 5.4 设计参数尺寸优化62-65
5.4.1 设计参数62
5.4.2 设计参数灵敏度分析62-63
5.4.3 设计参数与性能关系曲线63-65 5.5 本章小结65-66结论66-67参考文献67-70附录A 尺寸优化计算结果70-71致谢71-72
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京公网安备74号高速卧式加工中心床身的轻量化设计研究--《兰州理工大学》2012年硕士论文
高速卧式加工中心床身的轻量化设计研究
【摘要】：随着科学技术的快速发展，高档数控机床正向高速度、高精度、高效率、复合化方向发展，具有诸多优点的高速卧式加工中心是现代数控机床发展方向之一。加工中心能实现复杂零部件在一次装夹后完成几乎全部加工工序的功能，可以大幅度提高生产效率和加工精度，是发电、船舶、汽车、航空航天、高精仪器等民用工业和军工部门迫切需要的关键加工设备，具有广泛的发展前景。
床身是高速卧式加工中心的关键基础支撑件，而且床身的结构尺寸及重量较大，其本身的静动刚度、抗震性以及热稳定性直接影响到整机的工作性能。本文结合国家重大专项高速卧式加工中心新产品的项目开发，全面论述了机床总体方案的拟定过程和设计方法，分析其实际的工作状况，设计性能优良的床身结构，最终确定切合实际的最优开发方案。主要研究内容如下：
(1)提出高速卧式加工中心整机和床身的设计方案。分析了高速卧式加工中心床身的设计要求以及机床的各项性能指标，综合并吸收了国内外高速卧式加工中心的设计方法、优化技术和加工工艺流程。按照模块化设计的原则，分析其床身的设计指标和性能，建立了该部件的三维PRO/E实体模型，并将其导入AWE分析软件中，建立有限元分析模型，为床身静动态性能分析奠定了基础。
(2)高速卧式加工中心床身的静动态性能分析。根据床身主要的受力如滑鞍、刀库以及加工过程中的切削力，通过静力学分析，直观展示了床身结构的应力场和位移场。并对加工中心的模态进行了研究，直接显示了结构的固有频率和振型，为床身轻量化动态设计的提供了依据。
(3)高速卧式加工中心床身的轻量化设计。综合各项设计参数，建立床身的拓扑优化模型，包括拓扑优化空间的构建、边界条件的定义和拓扑优化参数的设置。根据拓扑优化的计算结果，得到其材料受力分布基本构架，依照制造工艺的要求，对拓扑优化结果进行可制造化处理，并充分考虑其设计要求，在满足各项性能的情况下获得结构优良的轻量化床身。
【关键词】：
【学位授予单位】：兰州理工大学【学位级别】：硕士【学位授予年份】：2012【分类号】：TG659【目录】：
摘要8-9Abstract9-11插图索引11-12附表索引12-13第一章 绪论13-25 1.1 课题的背景及研究意义13-14
1.1.1 课题的背景13
1.1.2 研究意义13-14 1.2 国内外研究现状14-18
1.2.1 高速卧式加工中心的特点14-15
1.2.2 国外机床床身的研究重点15-16
1.2.3 国内机床床身的研究重点16-18 1.3 研究手段的发展概况及各种方法的优缺点18-23
1.3.1 利用轻型材料实现轻量化设计18-19
1.3.2 结构优化轻量化19-23 1.4 研究目标和主要研究内容23-24
1.4.1 研究目标23
1.4.2 本文的主要研究内容23-24 1.5 本章小结24-25第二章 高速卧式加工中心床身总体方案设计25-36 2.1 加工中心整体设计方案25-28
2.1.1 加工中心的设计理念26
2.1.2 加工中心的工作原理26
2.1.3 加工中心的基本组成26-27
2.1.4 高速卧式加工中心的布局形式27
2.1.5 高速卧式加工中心的整体方案27-28 2.2 高速卧式加工中心整体设计方案分析28-29
2.2.1 高速卧式加工中心主要技术参数28-29
2.2.2 高速卧式加工中心整机结构特点29
2.2.3 高速卧式加工中心整体结构分析29 2.3 高速卧式加工中心对床身的设计要求29-30 2.4 高速卧式加工中心床身设计方案30-32
2.4.1 高速卧式加工中心床身设计的基本参数30-31
2.4.2 高速卧式加工中心床身的设计方案31
2.4.3 床身轻量化设计流程图31-32
2.4.4 结构拓扑优化设计的实现过程32 2.5 工程软件应用分析32-35
2.5.1 PRO/E 软件介绍32-33
2.5.2 ANSYS12.0 软件简介33-34
2.5.3 有限元模型建立的原则34-35 2.6 本章小结35-36第三章 高速卧式加工中心床身静动态性能分析36-52 3.1 床身静动态分析的基本原理36-40
3.1.1 机械结构静、动态特性[58]36-37
3.1.2 静力学分析基本理论37-38
3.1.3 动态特性分析理论38-40 3.2 有限元分析的基本理论40-41 3.3 高速卧式加工中心床身静态特性分析41-46
3.3.1 床身结构受力分析42-43
3.3.2 床身静态特性分析43-46 3.4 高速卧式加工中心床身动态特性分析46-51
3.4.1 动态特性分析的应用概况47
3.4.2 动态特性分析计算结果47-51 3.5 本章小结51-52第四章 高速卧式加工中心床身轻量化设计52-63 4.1 拓扑优化的基本理论52-54
4.1.1 拓扑优化的基本概念和原理52-53
4.1.2 拓扑优化问题的数学描述53
4.1.3 拓扑优化的数学模型53-54 4.2 基于 ICM 方法的拓扑优化技术54-56
4.2.1 ICM 方法的基本思想54-55
4.2.2 基于 ICM 方法的数学模型55-56 4.3 基于拓扑优化的高速卧式加工中心床身轻量化设计56-57
4.3.1 二维拓扑轻量化设计56
4.3.2 三维拓扑轻量化设计56-57 4.4 高速卧式加工床身的可制造化处理57-59
4.4.1 可制造化处理方案57-58
4.4.2 可制造化处理的具体结果58-59 4.5 高速卧式加工中心床身方案比较59-61
4.5.1 拓扑优化床身的静态性能分析59-60
4.5.2 拓扑优化床身的动态性能分析60-61 4.6 高速卧式加工中心床身的综合设计方案61-62 4.7 本章小结62-63总结及展望63-65 1 总结本文所做的主要工作63-64 2 进一步研究的展望64-65参考文献65-69致谢69-70附录 A 攻读学位期间所发表的学术论文目录70
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