重型卧式铣镗床结构性能分析及优化

论文摘要

重型机床是一类重要的机床,其结构轻量化具有较大的潜力,本文以FB320铣镗床为应用对象,通过对机床结构性能进行计算分析和结构优化设计,以及在其结构刚度场分析基础上进行精度补偿,实现重型铣镗床结构的轻量化设计。论文具体工作包括以下几个方面:对重型铣镗床结构性能的影响因素进行讨论,涉及静刚度、动刚度、抗振性、精度和热刚度等性能的影响因素。从结构静刚度、动刚度和抗振性三个方面出发,提出了改进铣镗床结构刚度和提高铣镗床抗振性的途径,并针对两种方法进行了分析和讨论。建立重型铣镗床的结构性能有限元分析模型,针对铣镗床强度、静刚度和抗振性进行计算和分析;进一步结合优化理论,建立了铣镗床立柱的优化模型并对其进行结构优化设计,在保证其强度和抗振性能不变基础上,在略微提高其静刚度的前提下,实现了铣镗床结构轻量化的目的。按照精度补偿方法,针对铣镗床在自重作用下产生的变形,分析立柱导轨面法向变形规律,对FB320铣镗床进行精度补偿。综合上述工作,从结构优化的途径实现重型机床的结构轻量化设计。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 论文的来源、目的及意义
• 1.2 研究背景
• 1.3 国内外研究现状
• 1.4 研究的主要内容和方法
• 2 重型铣镗床结构性能影响因素和提高方法
• 2.1 概述
• 2.2 铣镗床结构及工作原理
• 2.3 重型铣镗床结构性能的影响因素
• 2.4 提高重型铣镗床结构性能的方法
• 2.5 本章小结
• 3 重型铣镗床结构性能分析
• 3.1 概述
• 3.2 铣镗床结构几何模型
• 3.3 铣镗床应力及变形分析
• 3.4 铣镗床抗振性分析
• 3.5 本章小结
• 4 重型铣镗床结构轻量化及结构变形精度补偿
• 4.1 概述
• 4.2 铣镗床立柱结构优化设计
• 4.3 铣镗床立柱优化结果分析
• 4.4 铣镗床立柱变形精度补偿
• 4.5 本章小结
• 5 总结与展望
• 5.1 论文总结
• 5.2 展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录1 攻读硕士学位期间发表学术论文目录