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復(fù)雜箱體精密復(fù)合鏜銑加工中心結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中若干問(wèn)題研究之結(jié) 論
閱讀：100 發(fā)布時(shí)間：2020-8-12 結(jié) 論
一、本文主要研究結(jié)論與成果
隨著*制造技術(shù)的發(fā)展，對(duì)于機(jī)械制造業(yè)來(lái)說(shuō)，高性能的加工制造不僅是 高速，而是高效率和高質(zhì)量，總體表現(xiàn)為一個(gè)中心（加工效率）和四項(xiàng)基本支持 技術(shù)（高速、高精、高可靠性和環(huán)保）。本課題所研制的精密復(fù)合式鏜銑加工中 心是一種針對(duì)復(fù)雜箱體類(lèi)零件加工并適應(yīng)a前數(shù)控機(jī)床行業(yè)以高速化為先導(dǎo)、向 高效柔性化和高精化方向發(fā)展的重要數(shù)控機(jī)床。
本論文的研究工作緊緊圍繞箱體類(lèi)零件加工和高精密加工技術(shù)特點(diǎn)，對(duì)復(fù)合 式鏡統(tǒng)加工中心的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中涉及的基本理論和關(guān)鍵技術(shù)包括機(jī)床的總體布局、 主要功能部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和分析、鏜銑床的滑枕?yè)隙日`差補(bǔ)償研究、大型床身結(jié) 構(gòu)設(shè)計(jì)與分析等進(jìn)行了系統(tǒng)的研究。總結(jié)論文的研究工作，有以下主要結(jié)論：
1.在分析論述國(guó)內(nèi)外的立臥式加工中心總體布局的基礎(chǔ)上，闡述了精密復(fù)合式 鏜銑加工中心結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和技術(shù)要求，總結(jié)了各機(jī)床運(yùn)動(dòng)及運(yùn)動(dòng)分配形式的優(yōu)缺點(diǎn)。 在分析了箱體類(lèi)零件的結(jié)構(gòu)特征和的基礎(chǔ)上提出了將龍門(mén)式銑削加工中心和臥式 鏜削加工中心相結(jié)合的雙主軸復(fù)合化結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)具有運(yùn)動(dòng)部件的輕質(zhì)量、高剛 度特點(diǎn)。
2.在分析論述國(guó)內(nèi)外鏜銑機(jī)床*技術(shù)的基礎(chǔ)上，提出了復(fù)合鏜銑加工中心主 要功能部件具體結(jié)構(gòu)形式，包括：重心驅(qū)動(dòng)技術(shù)在鏜削系統(tǒng)中的應(yīng)用、高速與高 精度進(jìn)給系統(tǒng)設(shè)計(jì)和精密回轉(zhuǎn)工作臺(tái)的設(shè)計(jì)，研究了重心驅(qū)動(dòng)中雙絲杠跨距的改 變對(duì)系統(tǒng)振動(dòng)的影響，得出了隨著絲杠跨度的增加，系統(tǒng)在相應(yīng)陣型下的固有頻 率也隨之增加的結(jié)論，在此基礎(chǔ)上確定了雙絲杠跨距為500mm。
3.利用有限元分析方法得到了復(fù)合式鏜銑加工中心滑枕?yè)锨冃蔚碾S行程的 變化規(guī)律，計(jì)算出滑枕在大行程時(shí)的大撓曲變形量為86nm，為滑枕?yè)锨冃?補(bǔ)償提供了量化依據(jù)。為了大限度地減小對(duì)滑枕運(yùn)動(dòng)的影響，提出了拉桿補(bǔ)償 機(jī)構(gòu)并將其安裝在滑枕內(nèi)部，通過(guò)機(jī)床的數(shù)控系統(tǒng)與伺服電液比例閥相結(jié)合，避 免了附加其他復(fù)雜的控制系統(tǒng)。拉桿補(bǔ)償力可實(shí)現(xiàn)從零到大補(bǔ)償力的無(wú)級(jí)加載， 加載補(bǔ)償力后將大的撓曲變形控制在l(Vm之內(nèi)，顯著提高了機(jī)床的加工精度。
4.通過(guò)有限元仿真分析和數(shù)值計(jì)算相結(jié)合的研究方法，較好地解決了復(fù)合式鏜 銑加工中心滑枕的撓曲變形難題，減少調(diào)試階段的大量實(shí)驗(yàn)工作，提高了產(chǎn)品的 開(kāi)發(fā)效率，對(duì)機(jī)床的變形分析及補(bǔ)償研究具有良好的參考價(jià)值。
5.提出三種不同筋板布置型式的床身結(jié)構(gòu)，通過(guò)有限元分析著重考察了筋板布 置型式以及筋板厚度對(duì)床身靜動(dòng)態(tài)特性的影響，研究表明：“井”字形筋板布局 具有良好的靜動(dòng)態(tài)特性，通過(guò)合理選擇筋板的布置和筋板幾何尺寸參數(shù)可提高床 身靜動(dòng)態(tài)性能，本文的研究結(jié)果可為機(jī)床床身及其他大件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供參考。
二、有待進(jìn)一步研究的工作
本文對(duì)精密復(fù)合鏜銑加工中心結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的一些主要難點(diǎn)問(wèn)題進(jìn)行了研究和 解決，由于時(shí)間的緊迫，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中所遇到另外一些問(wèn)題需要解決：
1.高速銑削主軸箱在移動(dòng)時(shí)，龍門(mén)橫梁會(huì)有一個(gè)向下的彎曲變形，如何對(duì)橫梁 進(jìn)行預(yù)應(yīng)力變形結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)又是一個(gè)難點(diǎn)問(wèn)題，需要進(jìn)行理論研究。
2.關(guān)于移動(dòng)部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，可以使用結(jié)構(gòu)拓?fù)鋬?yōu)化的方法，使得移動(dòng)部件在 具有高的剛度之外，擁有小的質(zhì)量，使得部件在移動(dòng)時(shí)的慣性力降為低。