关键词：数控铲磨床;;结构设计;;静力学分析;;模态分析;;结构改进
摘 要：铲磨床在在滚刀铲磨加工领域应用广泛,是提高滚刀加工精度的重要载体。传统的铲磨床由于结构复杂、传动链长、噪音大、操作复杂等缺点,逐渐不能满足滚刀铲磨的市场需求。因此设计一种结构简单、性能稳定、质量可靠的数控铲磨床对于提高滚刀加工效率与精度有着重要的意义。本文主要对数控铲磨床的设计与有限元分析进行研究,具体包括以下研究内容:1)根据数控铲磨床国内外现状,了解各种数控铲磨床结构布局与部分参数,设计三种数控铲磨床结构总体方案,对三种方案进行分析比较,确定了数控铲磨床最终结构方案,并拟定机床设计参数。2)具体设计数控铲磨床结构,设计数控铲磨床床身与回转工作台等大件,设计回转工作台锁紧机构,锁紧机构采用液压锁紧,设计数控铲磨床主轴系统,主轴系统采用零传动力矩电机驱动,设计了数控铲磨床进给系统,X轴、Z轴以及砂轮在线修整系统的布局与设计,各个进给轴的线轨、直线电机的选型与设计,其他件的设计包括磨头的设计、尾座的设计以及电主轴的选型设计。3)利用有限元法对数控铲磨床关键零部件进行静力学分析与动力学分析。在有限元静力学分析中得到数控铲磨床床身与回转工作台的位移云图与应力分布云图,在模态分析中得到零部件的固有频率与振型。根据在降低零件质量的同时提高零部件的低阶固有频率的原则,优化回转工作台结构,使得新结构有效的提高了机床的静动态性能。对砂轮轴在磨削滚刀边齿时受到轴向的磨削力对砂轮轴的变形影响与滚刀对砂轮轴施加的径向力做静力学分析。对铲磨部件前后往复运动做瞬态动力学分析,探究铲磨加工过程对机床支撑件的影响。结果表明,变形结果与应力集中对机床影响不大,加工精度满足要求。
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