復(fù)雜箱體精密復(fù)合鏜銑加工中心結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中若干問題研究之結(jié) 論
結(jié) 論一、本文主要研究結(jié)論與成果隨著先進(jìn)制造技術(shù)的發(fā)展，對于機(jī)械制造業(yè)來說，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 心是一種針對復(fù)雜箱體類零件加工并適應(yīng)a前精工機(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)展的重要精工機(jī)床。本論文的研究工作緊緊圍繞箱體類零件加工和高精密加工技術(shù)特點(diǎn)，對復(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、鏜銑床的滑枕撓度誤差補(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?？偨Y(jié)論文的研究工作，有以下主要結(jié)論：1.在分析論述國內(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)動及運(yùn)動分配形式的優(yōu)缺點(diǎn)。 在分析了箱體類零件的結(jié)構(gòu)特征和的基礎(chǔ)上提出了將龍門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)動部件的輕質(zhì)量、高剛 度特點(diǎn)。2.在分析論述國內(nèi)外鏜銑機(jī)床先進(jìn)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)工作臺的設(shè)計(jì)，研究了重心驅(qū)動中雙絲杠跨距的改 變對系統(tǒng)振動的影響，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撓曲變形的隨行程的 變化規(guī)律，計(jì)算出滑枕在******行程時的******撓曲變形量為86nm，為滑枕撓曲變形 補(bǔ)償提供了量化依據(jù)。為了******限度地減小對滑枕運(yùn)動的影響，提出了拉桿補(bǔ)償 機(jī)構(gòu)并將其安裝在滑枕內(nèi)部，通過機(jī)床的精工系統(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******補(bǔ)償力的無級加載， 加載補(bǔ)償力后將******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 開發(fā)效率，對機(jī)床的變形分析及補(bǔ)償研究具有良好的參考價值。5.提出三種不同筋板布置型式的床身結(jié)構(gòu)，通過有限元分析著重考察了筋板布 置型式以及筋板厚度對床身靜動態(tài)特性的影響，研究表明：“井”字形筋板布局 具有良好的靜動態(tài)特性，通過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)問題進(jìn)行了研究和 解決，由于時間的緊迫，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中所遇到另外一些問題需要解決：1.高速銑削主軸箱在移動時，龍門橫梁會有一個向下的彎曲變形，如何對橫梁 進(jìn)行預(yù)應(yīng)力變形結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)又是一個難點(diǎn)問題，需要進(jìn)行理論研究。2.關(guān)于移動部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，可以使用結(jié)構(gòu)拓?fù)鋬?yōu)化的方法，使得移動部件在 具有高的剛度之外，擁有最小的質(zhì)量，使得部件在移動時的慣性力降為最低。