立式车铣复合机床中并联铣削机构的研究

论文摘要

为了适应产品多样化和更新换代周期缩短的需求,复合加工机床已成为数控机床重要发展方向之一。论文结合立式车铣复合机床的创新设计开发,主要研究了并联机构、车铣复合机床总体方案设计、虚拟样机仿真等问题。本文详尽论述了国内外相关领域研究现状,分析了一种平面二自由度并联机构,包括运动学分析、工作空间分析以及静力学分析等,并利用ADAMS软件对其进行了虚拟样机仿真实验,包括位置正解、位置逆解等,验证了论文解析结果的正确性。在ADAMS分析的基础上利用ANSYS对并联杆件进行柔性化处理,然后再将处理结果导入ADAMS中替换原来的刚体杆件,进行更为精确的运动学和动力学仿真,并将仿真所得到的载荷文件导入到ANSYS中,分析了并联杆件的应力和应变情况,验证杆件结构的合理性。在并联机构设计的基础上对车铣复合机床进行了总体方案设计。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 复合加工机床的研究概况
• 1.2 并联机床的研究概况
• 1.3 混联机床的研究概况
• 1.4 虚拟样机技术
• 1.5 论文研究的主要内容
• 2 一种平面二自由度并联机构的分析
• 2.1 并联机器人机构的设计理论
• 2.2 平面二自由度并联机构的描述
• 2.3 平面二自由度并联机构的运动学分析
• 2.3.1 运动学正解
• 2.3.2 速度和加速度分析
• 2.3.3 奇异性分析
• 2.3.4 灵巧性分析
• 2.4 工作空间分析
• 2.5 基于工作空间的尺度综合
• 2.6 被动关节求解
• 2.7 静力学分析
• 2.8 算例
• 2.9 小结
• 3 二自由度并联机构虚拟样机仿真分析
• 3.1 虚拟样机仿真技术及相关软件
• 3.2 虚拟样机仿真分析基本步骤
• 3.3 虚拟样机建模
• 3.4 基于ADAMS的运动学仿真
• 3.4.1 应用点驱动确定执行端的运动轨迹
• 3.4.2 运动学逆解仿真分析
• 3.4.3 运动学正解仿真分析
• 3.4.4 速度仿真分析
• 3.4.5 被动关节角仿真分析
• 3.5 基于ADAMS的动力学仿真
• 3.6 ANSYS与ADAMS联合仿真
• 3.6.1 在ANSYS中生成模态中性文件
• 3.6.2 在ADAMS中进行动力学仿真
• 3.6.3 在ADAMS软件中生成ANSYS所需要的载荷文件（.lod文件）
• 3.7 小结
• 4 车铣复合机床运动功能创成及方案设计
• 4.1 数控机床运动功能创成方法
• 4.1.1 数控机床工作原理
• 4.1.2 工件表面的形成方法
• 4.1.3 工件与刀具间关系数学模型
• 4.1.4 基本运动功能创成
• 4.2 车铣复合数控机床方案设计方法
• 4.2.1 串联式运动功能方案生成方法
• 4.2.2 串联与并联驱动的运动功能置换
• 4.2.3 串联及混联式运动功能方案的生成方法
• 4.2.4 车铣复合数控机床方案生成
• 4.3 车铣复合数控机床总体方案设计实例
• 4.3.1 设计任务
• 4.3.2 运动功能方案的生成
• 4.3.3 总体方案的生成
• 4.4 小结
• 5 全文总结与展望
• 5.1 全文总结
• 5.2 展望
• 致谢
• 参考文献
• 在攻读硕士期间发表的论文