【硕士论文】五轴数控高速铣削加工中心的仿真研究——虚拟建模和模态分析.pdf

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1、摘要摘要随着科技的发展和新产品的不断涌现，高速度、高效率、高精度和高刚度已成为当今数控机床发展的主要方向，为满足数控机床发展需要并适应当今激烈的市场竞争，必须使用先进制造技术加速高性能机床产品的开发。了解高速机床的结构和工作原理，如何更好地发挥高速机床的性能和提高高速机床的效率就成了普遍关注的问题。本课题主要根据虚拟生产线布局的要求，利用虚拟制造技术研究高性能铣削加工机床的虚拟建模和动力学仿真。本论文首先分析了HERMLEC40五轴数控高速铣削加工中心的结构特点，提取了主要模块，采用基于特征的参数化实体建模技术完成HERMLEC40五轴数控高速铣削加工中心主

2、要模块零部件的虚拟模型，并且使用虚拟装配技术完成该加工中心主要部件和整机的虚拟装配模型。在ANSYS有限元分析软件平台上，分析了机床结构的固有频率和主振型，进行了模态分析，验证了虚拟模型的适用性。最后，关于进一步工作的方向进行了简要的讨论。关键词:虚拟生产线，虚拟建模，高速机床，模态分析，有限元分析AbstradABSTRACTNow,followingthedevelopmentoftechnologyandtheemergencyofthenewproducts,highspeed,highefficiency,highprecisionandhighr

3、igidityhavebeenthemaindevelopingtrendofnumeric-control(NC)machinetools.TomeettheneedofNCmachinetools'developmentandadapttotheheatedmarketcompetition,wemustuseadvancedmanufacturingtechnologytodesignthemachinetoolwithexcellentservicecapability.Weareconcernedaboutthestructureandthepri

4、ncipleofhigh-speedmachinesandhowtoworkbetertoenhancetheefficiencyofhigh-speedmachine.hthispaper,thevirtualdesigningandthevirtualdynamicssimulationofhigh-speedmachiningtoolaredoneusingvirtualmanufacturingtechnologyonthebasisofvirtualproductionline.Firstly,thestructureofHERMLEMACHINI

5、NGCENTERC40isanalyzed.Themainmodulesarechosen.TheVirtualmodelsofthemodulesofHERMLEMACHININGCENTERC40areaccomplishedadoptingparametricentitymodelingtechnologybasedonfeature.Andthenthevirtualassemblymodelsofcomponentsandwholemachinearesetupusingvirtualassemblytechnology.UsingANSYSsof

6、tware,theinherentfrequenciesandthelibratingmodelsaregottenbasedonthemodeanalyzingtechnology.ThevirtualmodelofHERMLEMACHININGCENTERC40isprovedtobesuitableforuse.KeyWords:virtualproductionline,virtualmodeling,hi沙-speedmachine,modeanalyze,finiteelementanalysis第1章绪论第1章绪论1.冬高速数控加工中心的发展现

7、状及发展趋势高速切削加工技术是一种综合性的高新技术，是先进实用的制造技术，正成为切削加工的主流，具有强大的生命力和广阔的应用前景。实现高速切削加工，机床的高速化是首要条件和最基本要素，高速数控加工中心是提供高速加工的主体。从高速数控加工中心20世纪80年代诞生至今，已广泛应用于航天航空、模具、汽车等制造业，而且其应用范围日益扩大，拥有巨大的需求空间。因此，现代数控加工中心的高速化已成为机床发展的主要方向，开发和研制性能优良的高速数控加工中心是发展高速切削加工的重中之重.同时，用户对金属加工机床的技术要求越来越高，市场对机床生产厂家的压力也越来越大。机床生产企

8、业必须在尽可能短的时间内为用户提供高质量的机床，以经