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大型数控滚齿机静压导轨力学性能研究

2020-12-12阅读(407)

大型数控滚齿机静压导轨力学性能研究

论文摘要

工作台静压导轨是大型数控滚齿机的重要部件,它的力学性能优劣直接影响整个机床的加工质量、寿命和运行效率。随着现代工业的发展,数控机床越来越趋向于对速度和承载的极端化要求,对于静压导轨的力学性能提出了越来越高的要求。为了提高工作台承载能力,延长工作台使用寿命,提高机床的加工精度,有必要在理论分析、仿真计算和科学试验的基础上对液体静压导轨静态力学性能进行深入研究。本文主要包括以下几部分内容:①首先综合论述了液体静压导轨的特点及研究意义,然后分析了国内外静压技术发展应用的历史及现状,最后介绍了本文的研究目的、内容和主要工作。②针对现有供油系统油膜厚度调节精度不高,实时补偿调节能力不强的问题,对其进行改进,提出一种工作压力高、能自动调节油膜厚度,并能提高油膜刚度的用于回转工作台的静压导轨供油系统,为优化设计静压导轨供油系统打下了良好基础。③对YD31125CNC6数控滚齿机闭式静压导轨工作参数进行理论计算,为静压导轨性能试验中的传感器选型提供重要参考。④建立静压导轨的计算模型,运用FLUENT的前处理软件GAMBIT对静压导轨流场建模,对模型进行网格划分,并设定边界条件,利用流体分析软件FLUENT数值模拟了静态下静压导轨的油膜压力及流场分布,研究结果对静压导轨结构优化设计有指导意义。⑤对大型数控滚齿机静压导轨进行力学性能试验研究,根据试验目的的要求设计制造静压导轨力学性能测试试验工作台,其中主要设计了加载机构并对其校核;设计了恒流量液压系统;对传感器进行了选型,并对其进行安装布置;开发了试验测量系统采集软件;然后按照制定的试验步骤进行试验,最后对试验结果进行了分析,试验研究成果对改进静压导轨力学性能具有重要的现实意义。

论文目录

  • 中文摘要
  • 英文摘要
  • 1 绪论
  • 1.1 课题研究的背景与意义
  • 1.2 国内外研究现状及分析
  • 1.2.1 液体静压导轨国内外研究历史及现状
  • 1.2.2 静压导轨力学性能的研究现状
  • 1.3 本研究课题的来源
  • 1.4 本课题的主要研究内容
  • 2 液体静压导轨工作参数的分析与计算
  • 2.1 液体静压导轨的基本理论
  • 2.1.1 液体静压导轨及其特点
  • 2.1.2 液体静压导轨的分类
  • 2.2 液体静压导轨的供油系统
  • 2.2.1 液体静压导轨的定压式供油系统
  • 2.2.2 液体静压导轨的定量式供油系统
  • 2.3 改进型闭式静压导轨供油系统
  • 2.3.1 静压导轨供油系统的背景技术
  • 2.3.2 新型闭式静压导轨供油系统
  • 2.4 本课题试验采用的闭式静压导轨工作参数计算模型
  • 2.4.1 YD31125CNC6 机床静压导轨结构
  • 2.4.2 YD31125CNC6 闭式静压导轨工作参数理论计算
  • 2.5 本章小结
  • 3 基于 FLUENT 软件的静压导轨流场仿真研究
  • 3.1 计算流体力学概述
  • 3.2 FLUENT 软件概述
  • 3.2.1 软件的基本结构及应用领域
  • 3.2.2 FLUENT 求解流程
  • 3.3 网格划分和边界条件概述
  • 3.3.1 GAMBIT 概述
  • 3.3.2 网格的生成
  • 3.3.3 边界条件
  • 3.4 FLUENT 软件在静压导轨模拟中的应用
  • 3.5 静压导轨数值模拟的数学模型
  • 3.5.1 静压导轨工作原理及物理模型
  • 3.5.2 基本假设及计算条件
  • 3.5.3 数学模型
  • 3.6 网格划分及边界条件
  • 3.6.1 网格划分
  • 3.6.2 边界条件参数计算
  • 3.6.3 设置边界条件
  • 3.7 数值计算结果及分析
  • 3.8 本章小结
  • 4 静压导轨力学性能试验
  • 4.1 静压导轨测量试验目的及意义
  • 4.2 静压导轨力学性能试验总体测试方案
  • 4.3 加载机构的工作原理和结构设计及校核
  • 4.3.1 加载机构的工作原理
  • 4.3.2 切削力计算
  • 4.3.3 液压缸供油系统
  • 4.3.4 加载机构结构设计方案
  • 4.3.5 加载机构结构校核
  • 4.4 液压系统整体构成
  • 4.5 试验测量系统的硬件选型
  • 4.5.1 需求分析
  • 4.5.2 位移传感器选型
  • 4.5.3 数显表选型
  • 4.5.4 温度传感器选型
  • 4.5.5 压力传感器选型
  • 4.5.6 流量传感器选型
  • 4.5.7 数据采集器选型
  • 4.5.8 传感器安装布置
  • 4.6 试验数据传输处理
  • 4.6.1 单片机数据传输
  • 4.6.2 串口通信
  • 4.7 试验测量系统采集软件设计
  • 4.7.1 需求分析
  • 4.7.2 总体架构设计
  • 4.7.3 软件界面设计
  • 4.8 静压导轨测量现场布置及试验步骤
  • 4.8.1 试验测量系统现场布置
  • 4.8.2 试验步骤
  • 4.9 静压导轨试验结果及分析
  • 4.10 本章小结
  • 5 全文总结与研究展望
  • 5.1 全文总结
  • 5.2 研究展望
  • 致谢
  • 参考文献
  • 附录
  • A. 作者在攻读学位期间取得的科研成果
  • B. 作者在攻读学位期间参加的课题

    • 相关论文文献

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