ZK26630数控平旋盘的设计与优化分析-机械工程专业论文.docxVIP

I I 摘要 在当今社会，随着国民经济的迅猛发展和人民生活水平的日益提高，人们对产 品的质量要求越来越高，产品的外形越来越多样化、精密化，因此，市场对机床的 种类数量和加工质量要求也在不断增多，只在 X、Y、Z 轴三轴联动的普通机床上加 工已不能满足消费者的需求，还需要 B 轴、U 轴等多轴联动的复合加工。数控平旋 盘作为一种重要的机床功能附件，具有 U 轴功能。 本文研究的数控平旋盘装备于镗床、加工中心和专用机床上能够实现 U 轴功能， 可以加工许多在普通机床上很难完成的加工，比如：大直径的孔和外圆、尺寸比较 大的平面、端面及其它复杂型面。本文主要研究内容： 首先，根据烟台某公司提供的原始设计图纸用三维设计软件 UGNX6.0 对平旋盘 各零部件进行初始的三维建模并虚拟装配，并检查间隙。 然后，利用软件 UG 自带的运动仿真模块对平旋盘的整体结构进行仿真分析， 检查各零部件的模型在运动过程中运动的合理性，并根据运动分析结果对所设计的 平旋盘的部分零部件结构进行改进。 最后,根据平旋盘的结构特点对关键零部件用有限元分析软件 ANSYSWorkbench 进行受力分析，总结受力模型，建立优化模型，再结合设计要求，平旋盘初始重量 为 900Kg，通过优化设计后将其重量减轻 15%即到 765Kg 左右，对平旋盘有必要改 进的零件进行优化计算，得出最终结果。 本文利用一种新型的技术手段—虚拟样机技术，可以加快产品的开发速度，缩 短开发周期，降低开发成本，减少不必要的人员伤亡。为了进一步验证所设计平旋 盘的安全可靠性，并进一步对各零部件进行改进有说明性，用有限元分析软件对平 旋盘各零部件进行有限元校核。 关键词：平旋盘 设计 运动仿真 优化分析 有限元 II II Abstract In contemporary society ， with the development of mechnical industrial products continuing to individualized、precision and light weight，the market for the number and quality requirement machining centers are also increasing.More and more components processing are not satisfied by consumers only X axis、Y axis、Z axis linkage machine tools,but also require B axis and U axis linkage for combined processing.CNC Facing Head is a type of machine tool accessories,which possesses U axis function. This CNC Facing Head discussed in the paper is assembled in Boring Machine 、 Machining centres and specialized machine tool can achieve the function of U axis ， finishing lots of difficult processings which can not accomplish at common machine tool。 For example,major diameters of holes and excircle,dimension surfaces 、 head face and other species of complex surfaces.The main contents of this paper: First,the primary modeling of CNC Facing Head all parts are completed by the three dimension design software UGNX6.0 on the basis of a company origin design drawings ,and then the whole model is united by virtual assembly and space detection. Then, the CNC Facing Head whole structure model is analyzed through UG itself motion simulate module,the r