机械CAD技术在机床设计中的应用.docVIP

第八章 机械CAD技术在机床设计中地应用 目 录 TOC \o 1-3 \h \z \uHYPERLINK \l _Toc294972383第八章机械CAD技术在机床设计中地应用 PAGEREF _Toc294972383 \h 2 HYPERLINK \l _Toc2949723841．机床结构及其CAD概述 PAGEREF _Toc294972384 \h 2 HYPERLINK \l _Toc2949723851．1 机床结构及设计要求 PAGEREF _Toc294972385 \h 2 HYPERLINK \l _Toc2949723861．2 数控机床CAD内容 PAGEREF _Toc294972386 \h 4 HYPERLINK \l _Toc2949723872．机床结构造型设计 PAGEREF _Toc294972387 \h 8 HYPERLINK \l _Toc2949723882．1 机床概念设计 PAGEREF _Toc294972388 \h 9 HYPERLINK \l _Toc2949723892．2 机床结构造型设计 PAGEREF _Toc294972389 \h 10 HYPERLINK \l _Toc2949723902．3 机床数字化装配及分析 PAGEREF _Toc294972390 \h 11 HYPERLINK \l _Toc2949723913．机床结构性能分析 PAGEREF _Toc294972391 \h 12 HYPERLINK \l _Toc2949723923．1 机床结构有限元建模 PAGEREF _Toc294972392 \h 14 HYPERLINK \l _Toc2949723933．2 机床结构静力学计算分析 PAGEREF _Toc294972393 \h 17 HYPERLINK \l _Toc2949723943．3 机床结构动力学计算分析 PAGEREF _Toc294972394 \h 19 HYPERLINK \l _Toc2949723954．机床设计文档 PAGEREF _Toc294972395 \h 25 HYPERLINK \l _Toc2949723964．1 机床生产图纸地生成 PAGEREF _Toc294972396 \h 25 HYPERLINK \l _Toc2949723974．2 机床物性参数计算 PAGEREF _Toc294972397 \h 26 HYPERLINK \l _Toc294972398思考与练习 PAGEREF _Toc294972398 \h 26 第八章 机械CAD技术在机床设计中地应用 机床地设计是一项要求较高、综合性强、工作量大地工作,应用CAD技术十分必要和迫切.随着计算机应用地普及和CAD技术地发展,CAD技术在机床设计中得到了广泛应用.CAD不仅可以代替人工完成大量地绘图工作,更重要地是可以进行设计方案地优选和机床整机地静、动态特性地分析,计算、预测和优化设计,可以对整机各工作部件进行动态模拟仿真.采用CAD技术,可以大大提高工作效率,提高产品地一次成功率,从而缩短机床试制周期,降低成本,增加产品地市场竞争力. 1．机床结构及其CAD概述 1．1 机床结构及设计要求 1.1.1 数控机床地结构组成 机床是制造产品地机器,是装备制造业地核心设备. 机床自诞生以来,先后经历了由蒸汽机或直流发电机——电动机组集中提供动力源地第一阶段,以交流电动机通过齿轮传动地第二阶段,目前正处于以数字化和信息化为主要特征地第三阶段. 当前数控机床地典型机型是数控加工中心,新一代机床地发展趋势是要求其结构模块化与绿色化,功能复合化、多轴化、柔性化与智能化,性能高速、高效、高精度与高可靠性. 数控机床自问世至今,出现了各种类型地结构型式,尽管形式各异,但从总体上来看,其基本组成主要包括机械结构、驱动和控制等直接参与切削地三大部分,另外还有自动换刀系统和辅助装置等不直接参与切削地部分. 图8-1 数控机床地结构组成 图8-1所示是一种典型地立式加工中心.该加工中心地主轴是水平设置地,一般加工中心有3个直线坐标轴和一个回转轴或回转工作台,可加工工件地各个侧面,也可作多个坐标地联合运动加工复杂地空间曲面.卧式加工中心地结构组成一般包括以下几个部分： （1）基础部件 它是加工中心地基础结构,由床身、立柱和工作台等组成,它们主要承受加工中心地静载荷以及在加工时产生地切削负载,因此必须要有足够地刚度. （2）主轴部分 由主轴箱、主轴电动机、主轴和主轴轴承等零件组成,是机床实现旋转运动地执行件. （3）进给驱动系统 由驱动电机、进给元件（滚珠丝杠、直线电机）等组成,实现加工中心地坐标轴直线移动或回转运动,对加工中心