CJK6132数控车床主轴箱箱体的结构设计

发布时间：2017-04-20 06:03

  本文关键词：CJK6132数控车床主轴箱箱体的结构设计，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着我国制造业的飞速发展,做为工业母机的数控机床也得到了空前的发展机遇,其中,对普通机床进行数控改造的经济型数控机床以其性价比高、易于操作的特点占据了极其重要的地位,但是目前对数控改造过程中所进行的箱体类零部件的设计主要还是采用经验公式进行各种参数分析计算,凭经验对可能出现的薄弱环节采取加大、加厚的方式进行结构设计。由于箱体类零件结构复杂,采用经验计算所得到的结果准确度不高,对薄弱环节考虑也不足,并且难以进行零件的固有频率分析,从而使得该类零部件出现过于笨重但是局部又薄弱的状况。 本文课题来源于柳州长虹机床设备厂研制项目一CJK6132经济型数控车床的样机研制,针对上述问题,以车床主轴箱箱体为研究对象,首先通过经验计算机床的主要运动参数及机床需要达到的工作精度,其次根据运动参数确定主轴箱箱体的总体尺寸及各项细节；第三根据经验设计公式,分别完成机床主轴箱箱体的刚度计算和轴承寿命校核；最后采用有限元分析法对主轴箱箱体进行静态分析和动态分析,检验设计结果。 通过有限元分析结果进行对比得到：在最大载荷情况下,当主轴箱的前板厚度为18mm厚时,箱体的最大变形、最大应力均满足设计要求,并且还有一定的余量；厚度为15mm时,刚度达不到设计要求,但强度符合工作要求。同时得到了该主轴箱前六阶的模态振型和固有频率,最低阶固有频率为418.50Hz,远大于车床的最高工作频率(33.3Hz),符合工作要求；另发现主轴箱内的内板和后壁的振动变形较大；这就为该类零部件的进一步优化提供了依据和研究思路。
【关键词】：经济型数控车床 主轴箱 结构设计 有限元分析
【学位授予单位】：广西大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TG519.1
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 第一章 绪论9-14
• 1.1 课题背景9-10
• 1.2 数控机床的发展概况10-12
• 1.2.1 国外数控机床的发展概况10-11
• 1.2.2 国内数控机床的发展概况11-12
• 1.3 课题研究主要内容12-13
• 1.4 课题的研究意义13-14
• 第二章 总体方案设计14-34
• 2.1 数控机床概述14-17
• 2.1.1 数控机床的特点14-16
• 2.1.2 经济型数控机床的工作原理及基本要求16-17
• 2.2 总体设计17-27
• 2.2.1 CJK6132参数确定17-21
• 2.2.2 机床的运动参数的确定21-27
• 2.3 各转动轴上轴承的校核27-33
• 2.3.1 Ⅰ轴上轴承的校核27-29
• 2.3.2 Ⅱ轴上轴承的校核29-32
• 2.3.3 Ⅲ轴上轴承的校核32-33
• 2.4 小结33-34
• 第三章 CJK6132数控车床主轴箱箱体的设计34-44
• 3.1 主轴箱体的功用和结构特点34-35
• 3.1.1 主轴箱的功用和特点34
• 3.1.2 主轴箱的技术要求34-35
• 3.2 CJK6132主轴箱箱体的结构设计35-43
• 3.2.1 材料的选择35-36
• 3.2.2 结构设计36-40
• 3.2.3 主轴箱上各轴孔位置的确定40-43
• 3.3 小结43-44
• 第四章 有限元理论及主轴箱模型的建立44-49
• 4.1 有限元方法的基本理论44-45
• 4.2 有限元软件ANSYS简介45-46
• 4.3 主轴箱箱体结构的有限元模型建立46-48
• 4.3.1 数控车床主轴箱箱体结构建模46-47
• 4.3.2 主轴箱箱体结构的有限元分析模型建立47-48
• 4.4 小结48-49
• 第五章 主轴箱箱体结构的静态特性分析49-58
• 5.1 静态分析基本原理49
• 5.2 主轴箱箱体结构的载荷和约束处理49-50
• 5.3 前端壁厚为18mm的结构静态特性分析50-54
• 5.3.1 主轴箱的刚度分析50-53
• 5.3.2 主轴箱应力分析53-54
• 5.4 前端壁厚为15mm的主轴箱结构静态特性分析54-57
• 5.4.1 主轴箱的刚度分析54-56
• 5.4.2 主轴箱应力分析56-57
• 5.5 小结57-58
• 第六章 主轴箱箱体结构的动态特性分析58-63
• 6.1 模态分析理论58-59
• 6.2 主轴箱箱体的模态分析步骤59-60
• 6.3 主轴箱箱体结构的模态分析结果60-62
• 6.4 小结62-63
• 第七章 全文总结与展望63-65
• 7.1 全文总结63
• 7.2 展望63-65
• 参考文献65-68
• 致谢68-69
• 攻读学位期间发表的论文及获得的成果69

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