（本科毕业论文）-龙门式可换头五轴加工中心的3d设计.docVIP

提供全套毕业论文图纸，欢迎咨询 第一章 概 述 第一节 概 述 五轴联动数控加工中心是数控机床产品中技术难度极高的产品，这种机床可用于复杂曲面的加工，可进行任意角度的加工，易于实现高速加工，广泛应用于航空航天、船舶工业、汽车、模具等制造领域，被发达国家列为禁止出口产品。在五轴联动数控加工中心的开发过程中，自动万能铣头是关键技术，目前国内只有很少数几个厂家正在开发和生产自动万能铣头，主要还处于搜集技术资料和研究阶段，而国外一些发达国家中，自动万能铣头已经普遍应用于立式和龙门式数控铣床以及数控加工中心，研究开发五轴加工中心要求具有较高的性能技术指标，不仅要具有多坐标复杂曲面的加工功能，而且还要满足高速度、高刚度和高精度的要求，因此，五轴联动数控加工中心的研究开发是一个难度比较高的项目。 目前，我国机床行业正在致力于对这一项目的研究开发，为了尽快研制出五轴联动数控加工中心，本课题采用虚拟制造技术进行开发，在设计阶段实时并行地模拟出加工中心在实际制造过程遇到的问题，预测加工中心的各种性能以及可制造性、可装配性等，根据虚拟设计和仿真分析的结果，不断修改原始设计，将设计结果用于实际产品制造，尽量消除样机的试生产过程，使生产的第一个产品就是最优产品。本课题所研制的国产高性能五轴联动数控加工中心将填补国内空白，在我国制造业领域有着重大的应用价值。 我组的毕设论文的题目是龙门式可换头五轴加工中心的3D设计，我承担其中的自动分度镗铣头的三维建模设计及装配运动仿真。在五轴联动数控加工中心中自动万能铣头是核心部件，数控加工中心性能的优劣主要看自动万能铣头的开发是否成功。自动万能铣头结构复杂，功能强，性能要求高，是数控机床产品中的高技术难度产品，同时也是难于加工出来的机械产品，并且能体现一个国家的机械加工业水平，自动万能铣头结构紧凑，加工范围大，但是可利用的设计空间很有限。因此如何在有限的空间里实现机床的动作功能和工作特性，是机床设计研究的关键技术。 本课题的数据主要来源于桂林机床股份有限公司XK2316/4-5X五轴联动数控机床，1999年底，北京机械工业学院、北京航天航空大学和桂林机床股份有限公司开始共同开发研制五轴联动数控加工中心，为了使该加工中心有高精度、高速度和高刚度，该项目引进了计算机辅助设计与制造技术（CAD/CAM）、虚拟制造技术（VM）、网络化制造技术（NM）、计算机辅助工程技术（CAE）及产品数据管理技术（PDM）等现代设计和制造技术，本课题是该项目的一部分，即虚拟制造技术在五轴联动数控加工中心开发中的使用，帮助企业以最快的速度、最好的质量和最低的成本完成该项目，赢得市场竞争。 五轴联动数控加工中心基本数据：（长度单位：㎜）： 工作台面积（宽×长）：1600×4000 工作台纵向行程：4000 滑枕行程： 横向：1000；纵向：2500 主轴断面到工作台面的距离：最小：95；最大：1095 主电机功率：28 机床主轴转速范围（rpm）：0~10000 A（B）轴摆角±100o、C轴转角±180o、刀库容量40 机床体积（长×宽×高）：9400×4300×3900 工作台最大承受重量：10000㎏ 第二节 课题的当前技术现状 一、虚拟制造的技术现状： 随着计算机技术与信息技术的迅猛发展，经济全球化成为全球经济发展的必然趋势，导致了产品市场竞争国际化，在制造业中，为了能够以更短的产品开发周期（Time）、最优质的产品质量（Quality）、最低廉的制造成本（Cost）和最好的技术支持与售后服务（Service）来赢得市场与客户，加强竞争力，企业就必须提出新的制造体系和模式，使企业的生产活动具有高度的柔性。 虚拟制造是计算机集成制造（CIMS）和并行工程（CE）基础上提出来的新技术它以信息技术、仿真技术虚拟现实技术为支持，在高性能计算机及高速网络采用群组协同工作，通过模型来模拟和预估产品功能、性能及可加工性等各方面可能存在的问题，实现产品制造的过程，包括产品的设计、工艺规划、加工制造、性能分析、质量检验，并进行过程管理与控制。设计为心的虚拟制造（Design-Centered VM、以生产为心的虚拟制造(Production-Centered VM)和以控制为中心的虚拟制造(Control-Centered VM)。它对制造业革命性的影响研究的热点之一。典型的例子有波音777，其整机设计、部件测试、整机装配以及各种环境下的试飞均是在计算机上完成的，使其开发周期从过去8年时间缩短到5年。近几年，工业发达国家均着力于虚拟制造的研究与应用。在美国，美国国家标准局NIST（National Institute of Standards andTechnology）正在建立虚拟制造环境（称之为国家先进制造实验基地National