加工中心在機械加工領(lǐng)域越來越重要，加工中心機床上所用的夾具的作用 也隨之?dāng)U大。加工中心夾具的快速發(fā)展使得這類夾具的分類細化，由于此類機床要求的精 度較高，所以要求機床的各個部件也需要在結(jié)構(gòu)和功能上到達一定的精度，傳統(tǒng)夾具工裝 設(shè)計在當(dāng)今時代不能滿足要求，數(shù)字化技術(shù)的實施，使得加工中心機床及夾具都邁向了一 個新的臺階，替代傳統(tǒng)的工裝設(shè)計已是歷史的必然。數(shù)字化裝配及仿真具體能解決加工中 心夾具的以下問題：
本論文基于PDM環(huán)境對加工中心類夾具進行建模分析、裝配仿真、數(shù)據(jù)管理。完 成產(chǎn)品從設(shè)計到成品管理的流程。對于現(xiàn)代制造企業(yè)的制造生產(chǎn)管理及數(shù)據(jù)保密有很好的 指導(dǎo)作用。
機床的靜態(tài)特性只能反映把所受到力作為靜力考慮時機床抵抗變形的能力，但 是，為了適應(yīng)機床的高速化，智能化發(fā)展，僅僅研宄它的靜剛度是遠遠不夠的。機 床是一個彈性系統(tǒng)，在一定條件下，例如受外界切削力變化及機床本身不平衡旋轉(zhuǎn) 部件產(chǎn)生的慣性激振力的作用會使機床產(chǎn)生劇烈的振動[33]。
本章首先建立橫梁導(dǎo)軌的有限元模型，并對其進行靜態(tài)分析和補償，得到變形 曲線和補償曲線。在此基礎(chǔ)上對導(dǎo)軌進行熱分析，得到穩(wěn)態(tài)溫度場和瞬態(tài)溫度場， 并將熱分析結(jié)果與靜態(tài)分析結(jié)果對比，發(fā)現(xiàn)溫度場變化引起的熱變形對于橫梁系統(tǒng) 變形的影響不能忽略，并且導(dǎo)軌溫度場對結(jié)構(gòu)性能影響較大，熱變形產(chǎn)生的誤差應(yīng) 該是加工中需要考慮的誤差。最后，分析影響導(dǎo)軌變形的因素，通過合理的選擇對 流換熱系數(shù)和進給速度，從而有效的減少熱變形和溫升，減少加工過程中的誤差， 提高加工精度。
FMECA分析包括故障模式影響分析（FMEA)和危害性分析（CA)兩個步驟。 FMEA又包括故障模式分析、故障原因分析、故障影響分析、故障檢測方法分析與補償 措施分析等步驟。故障模式分析是找出系統(tǒng)中每一產(chǎn)品（或功能、生產(chǎn)要素、工藝流程、 生產(chǎn)設(shè)備等）所有可能出現(xiàn)的故障模式。故障原因分析是找出每一個故障模式產(chǎn)生的原 因。故障影響分析是找出系統(tǒng)中每一產(chǎn)品（或功能、生產(chǎn)要素、工藝流程、生產(chǎn)設(shè)備等) 每一可能的故障模式所產(chǎn)生的影響，并按這些影響的嚴重程度進行分類。故障檢測方法 分析是分析每一種故障模式是否存在特定的發(fā)現(xiàn)該故障模式的檢測方法，從而為系統(tǒng)的 故障檢測與隔離設(shè)計提供依據(jù)。補償措施分析是針對故障影響嚴重的故障模式，提出設(shè) 計改進和使用補償?shù)拇胧?/section>
針對VMC650加工中心搭建的軟件平臺共收錄了 1600多條FMECA故障數(shù)據(jù)，軟 件內(nèi)部涉及的子系統(tǒng)如圖2.3所示。其中，各個子系統(tǒng)下又有部件的分層，例如工作臺 子系統(tǒng)又包括工作臺擺動系統(tǒng)、工作臺轉(zhuǎn)動系統(tǒng)，換刀系統(tǒng)又包括刀庫、刀架，輔助系 統(tǒng)包括潤滑、測量等下級子系統(tǒng)。
精密復(fù)合式鏜銑加工中心作為機械制造生產(chǎn)中的大型基礎(chǔ)設(shè)備，其在航空、 航天、船舶、汽車、發(fā)電裝置、軍工等領(lǐng)域的產(chǎn)品制造中占據(jù)著重要地位，機床 的加工精度和加工效率將直接影響到終端產(chǎn)品的質(zhì)量和成本。本文在綜合分析國 內(nèi)外鏜銑床的結(jié)構(gòu)特點和先進技術(shù)的基礎(chǔ)上，通過組合創(chuàng)新與工藝原理性創(chuàng)新相 結(jié)合，研發(fā)出擁有自主知識產(chǎn)權(quán)、國內(nèi)外領(lǐng)先的精密復(fù)合式鏜銑加工中心，研究 并解決了在結(jié)構(gòu)設(shè)計中的幾個關(guān)鍵問題，具體的解決方法及結(jié)果如下：
本章介紹了“精密復(fù)合式鏜銑加工中心的開發(fā)與研究”課題來源與研究背景， 在明確本文所研究的復(fù)合式鏜銑加工中心的基礎(chǔ)上，介紹國內(nèi)外復(fù)合式加工中心 產(chǎn)品和其關(guān)鍵技術(shù)，比較國內(nèi)、外先進技術(shù)水平的差距，闡述了研究高精密復(fù)合 式鏜銑加工中心產(chǎn)品和關(guān)鍵技術(shù)的意義及重要性，且提出本論文的主要研究內(nèi)容。
精密復(fù)合鏜銑加工中心要具有高速、高精度的切削性能，加工中心的主軸及 主軸箱、進給系統(tǒng)和回轉(zhuǎn)工作臺等部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計是關(guān)鍵難點。這包括如何使加 工中心在進給過程中產(chǎn)生的振動最小，如何設(shè)計高速、高精度的滾珠絲杠轉(zhuǎn)動進 給系統(tǒng)，如何設(shè)計高精度回轉(zhuǎn)工作臺等，本課題所研制的復(fù)合式鏜銑加工中心CAD 結(jié)構(gòu)模型如圖3.1所示。
可靠性分配技術(shù)己經(jīng)發(fā)展了很多年，在很多領(lǐng)域取得了比較顯著的成果，比如電子 設(shè)備的可靠性分配技術(shù)己經(jīng)應(yīng)用的很廣泛了。但是因為加工中心具有其特殊性，因此要 選擇與其相匹配的可靠性分配方法。在進行可靠性分配前，還要對加工中心做一些基礎(chǔ) 性分析。