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立式加工中心动态性能分析与优化

王轶  
【摘要】:机械制造业是国家工业化的重要基础,为国民经济各部门提供所需装备,是国防安全的有力支撑和保障。机床工业作为机械制造业的基础,其先进程度直接决定着机械制造业的先进程度,要想机械系统工作性能及产品质量的关键就在于增进机床的动态性能。 本论文以南通科技集团股份有限公司生产的VCL1100型立式加工中心为研究对象,研究分析如何优化机床结构从而改善其动态性能,提高产品质量。运用有限元理论和ANSYS软件,结合立式加工中心自身结构特点,研究了其有限元建模技术和方法,并结合实验结果,对立式加工中心的结构进行了优化设计。 论文首先结合了对立式加工中心整机模态实验和振动实验的结果,初步判断了整机的薄弱环节,并取得了立式加工中心动态特性的实验数据。其次,结合Solidworks平台制作的三维实体模型,在ANSYS软件平台上建立了机床整机有限元模型,并利用弹簧阻尼单元模拟了结合面的特性。运用模态分析理论和ANSYS模态分析软件,对整机动态特性进行了仿真,结合实验数据,对仿真结果进行了验证。最后,论文基于有限元模型,针对VCL1100型立式加工中心的薄弱环节,主要对立柱和铣头箱进行了结构优化设计,并同过谐响应仿真对优化前后整机的动态性能做出了比较,验证了结构优化的结果。


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