簡介：隨著市場需求的發(fā)展，產(chǎn)品的精度化程度越來越高，但生產(chǎn)周期卻越來越短，這對制造業(yè)提出了越來越高的要求。數(shù)控車床是近年來迅速發(fā)展的技術(shù)，可代替人工來進(jìn)行自動加工提高產(chǎn)品的精度、質(zhì)量，并在零件的批量生產(chǎn)中發(fā)揮了良好的經(jīng)濟(jì)效果。但數(shù)控車床的研發(fā)需要大量的設(shè)計(jì)方案及實(shí)驗(yàn)分析，因此需要消耗大量的企業(yè)成本和較長的研發(fā)周期。數(shù)控車床虛擬樣機(jī)技術(shù)是一種全新的設(shè)計(jì)方法，采用該設(shè)計(jì)方法可以減少車床設(shè)計(jì)的成本，同時(shí)也可以縮短產(chǎn)品的研究開發(fā)周期，提高制造能力和水平，從而提高制造商對市場的適應(yīng)能力和競爭能力。本文基于虛擬樣機(jī)技術(shù)，建立了車床的虛擬樣機(jī)模型，分析了車床的運(yùn)動學(xué)與動力學(xué)特性，研究了車床主軸箱的動靜態(tài)特性，進(jìn)而降低了車床的設(shè)計(jì)成本及縮短了其研發(fā)周期，其主要研究內(nèi)容包括以下幾個方面1研究數(shù)控車床的總體結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，制定車床的總體設(shè)計(jì)方案，對數(shù)控車床各部件的結(jié)構(gòu)進(jìn)行細(xì)化設(shè)計(jì)，并建立了車床的虛擬樣機(jī)模型。2分析研究車床的運(yùn)動學(xué)特性，對車床虛擬樣機(jī)進(jìn)行干涉檢查、正運(yùn)動學(xué)和逆運(yùn)動學(xué)求解，得出車床各運(yùn)動導(dǎo)軌的運(yùn)動變化規(guī)律，為后續(xù)的分析研究奠定基礎(chǔ)。3分析研究車床的動力學(xué)特性，得出車床運(yùn)動時(shí)各導(dǎo)軌運(yùn)動所需驅(qū)動力的大小及其變化規(guī)律。4利用有限元分析軟件ANSYSWKBENCH140分析車床的關(guān)鍵部件主軸箱的動靜態(tài)特性，對主軸箱進(jìn)行靜態(tài)分析、模態(tài)分析及諧響應(yīng)分析，得出車床主軸箱工作時(shí)受到的應(yīng)力、變形振動特性及動剛度，為車床設(shè)計(jì)過程中主軸箱結(jié)構(gòu)的優(yōu)化提供重要依據(jù)。

簡介：車床是機(jī)械加工中應(yīng)用最廣泛的一類機(jī)床，目前國內(nèi)車床擁有量450萬以上，每年都有相當(dāng)一部分車床面臨技術(shù)性或功能性淘汰及報(bào)廢，在此背景下我國機(jī)床再制造產(chǎn)業(yè)逐漸興起，機(jī)床再制造也成為一個研究熱點(diǎn)。隨著研究的深入，機(jī)床再設(shè)計(jì)已成為機(jī)床再制造進(jìn)一步發(fā)展的一個瓶頸問題。為此本文以車床再制造為研究對象，分析了車床再制造工藝流程特點(diǎn)及各步驟之間的邏輯關(guān)系，據(jù)此提出車床再制造方案設(shè)計(jì)與評估方法，并在此基礎(chǔ)上開發(fā)出機(jī)床再設(shè)計(jì)支持系統(tǒng)。首先，在分析車床再制造生命周期特點(diǎn)基礎(chǔ)上，規(guī)劃車床再制造工藝流程，并據(jù)此構(gòu)建車床再制造綜合支持體系。然后，提出車床再制造方案設(shè)計(jì)內(nèi)涵與準(zhǔn)則，并構(gòu)建初始再制造方案設(shè)計(jì)邏輯關(guān)系和設(shè)計(jì)準(zhǔn)則與方案設(shè)計(jì)邏輯關(guān)系，據(jù)此提出車床再制造方案設(shè)計(jì)方法。接著，依據(jù)車床再制造方案指標(biāo)關(guān)系，應(yīng)用圖論思想構(gòu)建其指標(biāo)體系，并計(jì)算支配指標(biāo)權(quán)重。再給出各支配指標(biāo)的評估方法，應(yīng)用層次分析法和專家評估法綜合評估車床再制造方案。最后，采用本文研究理論研發(fā)機(jī)床再設(shè)計(jì)支持系統(tǒng)，與重慶某企業(yè)合作，將該系統(tǒng)應(yīng)用于車床CK6136的再制造，驗(yàn)證了本文理論的實(shí)用性。本文研究對于優(yōu)化車床再制造方案、減少再制造方案設(shè)計(jì)周期、積累再制造經(jīng)驗(yàn)、提高車床再制造質(zhì)量等都具有非常重要的意義。

簡介：工學(xué)碩士學(xué)位論文重型立式車床靜壓支承油膜動靜特性分析李微微哈爾濱理工大學(xué)2016年3月CLASSIFIEDINDEXTH1333DISSERTATIONFTHEMASTERDEGREEINENGINEERINGRESEARCHONDYNAMICSTATICACTERISTICSABOUTHYDROSTATICBEARINGOILFILMOFHEAVYVERTICALLATHECIDATELIWEIWEISUPERVISZHANGYANQINACADEMICDEGREEAPPLIEDFMASTEROFENGINEERINGSPECIALTYMECHATRONICENGINEERINGDATEOFALEXAMINATIONMARCH2016UNIVERSITYHARBINUNIVERSITYOFSCIENCETECHNOLOGY

簡介：經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車床（CAK平式床身系列）和普及型數(shù)控車床（HTC斜式床身系列）占據(jù)了目前國內(nèi)中低檔數(shù)控車床的主要份額，這兩者無論在價(jià)格還是配置方面都有很大的差異，這種差異造成了產(chǎn)品需求斷層，意味著一旦填補(bǔ)斷層將帶來較大經(jīng)濟(jì)效益。因此，抓住市場機(jī)遇，完成產(chǎn)品的升級，研發(fā)ETC系列產(chǎn)品，使該產(chǎn)品達(dá)到國際先進(jìn)水平，并以其優(yōu)良的性能，低廉的價(jià)格引領(lǐng)國內(nèi)外市場，從而使之成為沈陽機(jī)床從產(chǎn)品經(jīng)營向品牌經(jīng)營的轉(zhuǎn)變的重要組成部分。本課題所研制的ETC3635P為ETC系列產(chǎn)品中主力機(jī)型，主要針對目前加工批量需求最大的盤類及短軸類零件的高速高效加工。該機(jī)床基于此種細(xì)化市場的加工需求進(jìn)行了系統(tǒng)分析，在產(chǎn)品的各個部件均作出了針對性的設(shè)計(jì)。并兼顧了機(jī)床組成柔性加工線的拓展功能。預(yù)計(jì)年產(chǎn)1000臺，產(chǎn)值12億元，可實(shí)現(xiàn)利潤1200萬元。從對國內(nèi)外數(shù)控車床發(fā)展的歷程和目前發(fā)展?fàn)顟B(tài)入手。本論文分析了企業(yè)開發(fā)新產(chǎn)品的緊迫性及必要性。依據(jù)對國內(nèi)外相關(guān)產(chǎn)品的性能參數(shù)，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案等技術(shù)內(nèi)容進(jìn)行對比分析。確認(rèn)了沈一車床廠研發(fā)的ETC3635P機(jī)床的結(jié)構(gòu)方案及技術(shù)指標(biāo)。本文對ETC3635P數(shù)控車床的全部設(shè)計(jì)過程，包括整體方案，主傳動系統(tǒng)，支撐系統(tǒng)，防護(hù)系統(tǒng)，冷卻系統(tǒng)等關(guān)鍵零部件的設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)過程進(jìn)行了詳細(xì)的闡述。本課題研究過程中主機(jī)部分采用PROE進(jìn)行設(shè)計(jì)，主要鑄件采用ANSYS進(jìn)行了有限元分析優(yōu)化，防護(hù)系統(tǒng)SOLIDWKS及AUTOCAD進(jìn)行設(shè)計(jì)。最后通過各種測試試驗(yàn)，對整機(jī)性能進(jìn)行了充分的驗(yàn)證，滿足設(shè)計(jì)需求。最后介紹本課題所研發(fā)的產(chǎn)品的客戶生產(chǎn)應(yīng)用中的使用效果，以及在自動化成線方向的拓展應(yīng)用。

簡介：重型機(jī)床為我國鋼鐵、有色、煤炭、石油化工、建材、電力鐵路等基礎(chǔ)工業(yè)部門的發(fā)展和國際地位的提升做出了突出的貢獻(xiàn)。沈陽機(jī)床股份有限公司幾年前開始承重80噸的重型數(shù)控臥式車床的研發(fā)工作。本文就開發(fā)HTC250800SUPER數(shù)控重型臥式車床設(shè)計(jì)過程中一些關(guān)鍵的技術(shù)問題展開研究。主要完成了以下工作1通過對機(jī)床加工工況、典型結(jié)構(gòu)的分析確定了機(jī)床的主要部件結(jié)構(gòu)及總體方案。通過對整體及關(guān)鍵部件的設(shè)計(jì)分析為重型臥式車床自主開發(fā)提供一種設(shè)計(jì)思路。2針對HTC250800SUPER數(shù)控重型臥式車床的床身等主要結(jié)構(gòu)件進(jìn)行了有限元分析，確保了結(jié)構(gòu)的可靠。對床身加工誤差與導(dǎo)軌跨距的關(guān)系進(jìn)行了分析計(jì)算，確定了床身導(dǎo)軌的合理跨距，并可作為同類產(chǎn)品的設(shè)計(jì)參考。3對HTC250800SUPER數(shù)控重型臥式車床的主傳動系統(tǒng)進(jìn)行了研究，其中包括主軸箱傳動結(jié)構(gòu)、主軸結(jié)構(gòu)及剛性設(shè)計(jì)，主軸箱雙驅(qū)結(jié)構(gòu)及傳動系統(tǒng)的工作狀態(tài)分析。4針對重型機(jī)床特點(diǎn)進(jìn)行了高剛性電動尾座、刀架及兩軸進(jìn)給的結(jié)構(gòu)研究，針對重型機(jī)床操作特點(diǎn)及提高機(jī)床可靠性，提出了機(jī)床結(jié)構(gòu)解決方案。5通過試制過程發(fā)現(xiàn)機(jī)床存在的一些結(jié)構(gòu)及布局方面的問題，并針對這些問題提出了解決方案。通過上述關(guān)鍵部件在設(shè)計(jì)階段技術(shù)問題的研究，機(jī)床部件的受力結(jié)構(gòu)得到優(yōu)化，機(jī)床的工作性能得到提高，機(jī)床產(chǎn)品的質(zhì)量得到顯著改善。此項(xiàng)研究工作對優(yōu)化機(jī)床產(chǎn)品的設(shè)計(jì)方式，增強(qiáng)產(chǎn)品自主創(chuàng)新競爭力具有重要的意義。

簡介：超重型數(shù)控機(jī)床是我國國民經(jīng)濟(jì)重點(diǎn)行業(yè)領(lǐng)域和國防軍工的關(guān)鍵設(shè)備廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代航空、船舶、軌道交通、國防軍工、機(jī)械制造、高效清潔能源及戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)等重點(diǎn)行業(yè)領(lǐng)域能夠?qū)崿F(xiàn)百萬千瓦級壓水堆核電反應(yīng)堆壓力殼等大型核電設(shè)備工件的高效加工解決我國核電工業(yè)大型核電關(guān)鍵零件的加工難題。但目前國內(nèi)在大型立柱及橫梁制造、工作臺靜壓控制、灌膠工藝技術(shù)的研究尚不充分超重型立車裝備匱乏迫切需要研究開發(fā)超重型數(shù)控單柱移動銑車床。本文提出了CKX53280超重型數(shù)控單柱移動立式銑車床的總體技術(shù)方案進(jìn)行了主要基礎(chǔ)部件設(shè)計(jì)。針對機(jī)床加工高度較高立柱、橫梁承受重力和切削力載荷較大容易產(chǎn)生彎矩變形的問題采用有限元分析和優(yōu)化技術(shù)改善立柱橫梁截面和內(nèi)腔筋板結(jié)構(gòu)針對機(jī)床工作臺直徑大、承重大、承載變化范圍大的問題采用變頻電機(jī)與齒輪泵的方式實(shí)現(xiàn)對油泵出油量的精確調(diào)整針對機(jī)床垂直刀架滑枕行程長、滑枕內(nèi)孔難加工、銑轉(zhuǎn)速低的問題采用內(nèi)置銑主軸電機(jī)和行星減速箱的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。本文研究并應(yīng)用了多電機(jī)預(yù)載消隙技術(shù)和超重型數(shù)控單柱移動立式銑車床升降電機(jī)臥式安裝方法。針對機(jī)床工作臺超大、超重、進(jìn)給分度精度要求高研究并應(yīng)用了多電機(jī)預(yù)載消隙技術(shù)針對升降箱負(fù)載重的特點(diǎn)提出了電機(jī)臥式設(shè)計(jì)安裝方案達(dá)到了設(shè)計(jì)要求。本文研究并應(yīng)用了灌膠技術(shù)。針對超重型單柱移動立車立柱定位難題提出灌膠定位技術(shù)通過對定位膠的使用及性能進(jìn)行分析和實(shí)驗(yàn)改變了傳統(tǒng)的工藝定位方法分析了灌膠定位工作中遇到的問題和解決方法總結(jié)出了簡易的工藝步驟和方法滿足了工程實(shí)際需求。在以上研究的基礎(chǔ)上成功開發(fā)了國內(nèi)首臺CKX53280超重型數(shù)控單柱移動立式銑車床該機(jī)床可以實(shí)現(xiàn)我國國產(chǎn)機(jī)床不能加工大型核電關(guān)鍵零件壓力殼的難題能夠提高核反應(yīng)堆關(guān)鍵零件的加工效率和精度提升我國民用核能工業(yè)的制造水平和國際競爭力對核電工業(yè)的自主快速發(fā)展具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。

簡介：數(shù)控機(jī)床作為最基礎(chǔ)的制造裝備，是現(xiàn)代制造業(yè)的關(guān)鍵設(shè)備。超精密機(jī)床代表最高水平的數(shù)控機(jī)床技術(shù)，對一個國家尖端制造的技術(shù)和能力有決定性影響。美國、英國、德國以及日本等發(fā)達(dá)國家的超精密機(jī)床以及超精加工技術(shù)起步早，具有極高的技術(shù)水平，我國目前的發(fā)展與發(fā)達(dá)國家還有較大的差距，隨著我國制造業(yè)發(fā)展對超精密機(jī)床的需求，需要大力提高超精密機(jī)床的設(shè)計(jì)制造水平。本文依托國家科技重大專項(xiàng)課題，以面對微小型精密有色金屬零件加工的超精密機(jī)床為研究對象，首先，分析高精度球面加工的原理方案，即插補(bǔ)法和展成法，得出了展成法加工能實(shí)現(xiàn)更高精度的結(jié)論。針對此加工原理方案，機(jī)床的整體結(jié)構(gòu)采用了十字溜板的布局形式轉(zhuǎn)臺安裝在直線軸上，在兩直線軸驅(qū)動下做進(jìn)給運(yùn)動，同時(shí)可帶動刀具做回轉(zhuǎn)切削運(yùn)動；工件安裝在主軸上做回轉(zhuǎn)運(yùn)動。這種布局結(jié)構(gòu)下，精度實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，一方面決定于直線運(yùn)動系統(tǒng)，另一方面決定于回轉(zhuǎn)運(yùn)動系統(tǒng)。對于直線運(yùn)動系統(tǒng)，為實(shí)現(xiàn)高精度進(jìn)給運(yùn)動，布局設(shè)計(jì)采用了重心驅(qū)動方式，降低驅(qū)動中偏轉(zhuǎn)力矩的影響，對電機(jī)絲杠驅(qū)動單元，直線導(dǎo)軌副以及光柵反饋單元進(jìn)行了合理結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，并進(jìn)行相關(guān)設(shè)計(jì)計(jì)算；對回轉(zhuǎn)運(yùn)動系統(tǒng)，采用了氣體靜壓軸承作為主軸及轉(zhuǎn)臺的支撐單元，節(jié)流方式采用了多孔質(zhì)節(jié)流，實(shí)現(xiàn)高剛性和高運(yùn)動平穩(wěn)性，采用FLUENT軟件對氣體靜壓軸承進(jìn)行數(shù)值模擬分析，得到軸承的承載能力和剛度值。搭建加工及測量環(huán)境，對所研制出的機(jī)床精度進(jìn)行檢測，對零件進(jìn)行加工并檢測精度，最終測得機(jī)床以及所加工的零件具有極高精度，驗(yàn)證了機(jī)床的高精度性能，為其它此類超精密機(jī)床的設(shè)計(jì)提供了一定的參考。

簡介：金屬車削加工切削參數(shù)主要是指進(jìn)給速度、進(jìn)給量和進(jìn)給深度。該三要素是車削加工中最活躍的因素，它們是數(shù)控車切削加工的基本控制量。在機(jī)械加工實(shí)踐中，合理的切削參數(shù)選擇對于產(chǎn)品的質(zhì)量、生產(chǎn)率、生產(chǎn)成本以及設(shè)備利用率等都有著很大的影響。傳統(tǒng)的依靠經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)和查閱手冊獲取的切削參數(shù)進(jìn)行的生產(chǎn)加工不僅效率低下，加工成本偏高，而且如果選擇不當(dāng)，將難以保證工件加工精度及合理控制加工成本，還可能因切削力過大等原因造成機(jī)床被迫停機(jī)，最終影響數(shù)控機(jī)床效能的正常發(fā)揮。因此，在基于材料切削加工性能的基礎(chǔ)上引入先進(jìn)的實(shí)驗(yàn)方法獲取優(yōu)化加工參數(shù)對提高數(shù)控加工經(jīng)濟(jì)效益有著重要的指導(dǎo)意義。1、本文在對常用金屬材料數(shù)控車加工進(jìn)行深入分析和理解的基礎(chǔ)上，以機(jī)加工中常用的塑性材料45鋼和脆性材料HT300為研究對象，采用硬質(zhì)合金刀具進(jìn)行外圓精車加工試驗(yàn)，研究車削加工機(jī)理，分析了各切削參數(shù)對表面粗糙度的影響規(guī)律。利用正交試驗(yàn)法確定了兩種典型材料在數(shù)控車加工中以保證表面粗糙度為優(yōu)化目標(biāo)的進(jìn)給量、進(jìn)給速度、進(jìn)給深度的優(yōu)水平和最優(yōu)水平組合及主次順序。同時(shí)，對因子的顯著性進(jìn)行了檢驗(yàn)，并繪制出了因素與指標(biāo)趨勢圖。試驗(yàn)結(jié)果證明，合理選擇切削用量對提高被加工零件的表面質(zhì)量有很大幫助。研究結(jié)果為在數(shù)控車削過程中通過合理選擇切削參數(shù)獲得優(yōu)秀的表面質(zhì)量提供了一種科學(xué)有效的方法。2、設(shè)計(jì)基于模糊理論實(shí)現(xiàn)45鋼和HT300數(shù)控車加工參數(shù)的優(yōu)化，從而解決了一些非確定性參數(shù)對加工的影響，減少了試驗(yàn)工作量對優(yōu)化目標(biāo)的影響。3、通過兩種理論優(yōu)化方法的比較，探索發(fā)現(xiàn)了一套數(shù)控精車加工45鋼和HT300的加工工藝，從而彌補(bǔ)了數(shù)控加工經(jīng)驗(yàn)性加工的缺點(diǎn)，有利于產(chǎn)品的表面質(zhì)量和生產(chǎn)效率的提高。對企業(yè)生產(chǎn)具有一定的指導(dǎo)意義。

簡介：隨著我國制造業(yè)的飛速發(fā)展，做為工業(yè)母機(jī)的數(shù)控機(jī)床也得到了空前的發(fā)展機(jī)遇，其中，對普通機(jī)床進(jìn)行數(shù)控改造的經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)床以其性價(jià)比高、易于操作的特點(diǎn)占據(jù)了極其重要的地位，但是目前對數(shù)控改造過程中所進(jìn)行的箱體類零部件的設(shè)計(jì)主要還是采用經(jīng)驗(yàn)公式進(jìn)行各種參數(shù)分析計(jì)算，憑經(jīng)驗(yàn)對可能出現(xiàn)的薄弱環(huán)節(jié)采取加大、加厚的方式進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。由于箱體類零件結(jié)構(gòu)復(fù)雜，采用經(jīng)驗(yàn)計(jì)算所得到的結(jié)果準(zhǔn)確度不高，對薄弱環(huán)節(jié)考慮也不足，并且難以進(jìn)行零件的固有頻率分析，從而使得該類零部件出現(xiàn)過于笨重但是局部又薄弱的狀況。本文課題來源于柳州長虹機(jī)床設(shè)備廠研制項(xiàng)目CJK6132經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車床的樣機(jī)研制，針對上述問題，以車床主軸箱箱體為研究對象，首先通過經(jīng)驗(yàn)計(jì)算機(jī)床的主要運(yùn)動參數(shù)及機(jī)床需要達(dá)到的工作精度，其次根據(jù)運(yùn)動參數(shù)確定主軸箱箱體的總體尺寸及各項(xiàng)細(xì)節(jié)第三根據(jù)經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)公式，分別完成機(jī)床主軸箱箱體的剛度計(jì)算和軸承壽命校核最后采用有限元分析法對主軸箱箱體進(jìn)行靜態(tài)分析和動態(tài)分析，檢驗(yàn)設(shè)計(jì)結(jié)果。通過有限元分析結(jié)果進(jìn)行對比得到在最大載荷情況下，當(dāng)主軸箱的前板厚度為18MM厚時(shí)，箱體的最大變形、最大應(yīng)力均滿足設(shè)計(jì)要求，并且還有一定的余量厚度為15MM時(shí)，剛度達(dá)不到設(shè)計(jì)要求，但強(qiáng)度符合工作要求。同時(shí)得到了該主軸箱前六階的模態(tài)振型和固有頻率，最低階固有頻率為41850HZ，遠(yuǎn)大于車床的最高工作頻率333HZ，符合工作要求另發(fā)現(xiàn)主軸箱內(nèi)的內(nèi)板和后壁的振動變形較大這就為該類零部件的進(jìn)一步優(yōu)化提供了依據(jù)和研究思路。

簡介：數(shù)控車床是一種高精度、高效率的自動化機(jī)床，在復(fù)雜零件的批量生產(chǎn)中發(fā)揮了良好的經(jīng)濟(jì)效果，是現(xiàn)代制造業(yè)的重要裝備。近幾年，隨著市場上經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車床的大量需求，機(jī)床產(chǎn)量不斷增加，功能更加強(qiáng)大，作為機(jī)床的外衣鈑金防護(hù)，也因此進(jìn)入了嶄新的發(fā)展階段，其需要以更新穎、更經(jīng)濟(jì)、更實(shí)用來占領(lǐng)市場。本課題主要是以ETC3650為例，剖析ETC系列數(shù)控機(jī)床的外觀特點(diǎn)，并依據(jù)人機(jī)工程學(xué)的基本原理是對數(shù)控車床ETC3650的防護(hù)進(jìn)行一次設(shè)計(jì)和加工工藝設(shè)計(jì)。采用SOLIDWK軟件進(jìn)行三維模擬，充分運(yùn)用機(jī)械設(shè)計(jì)知識進(jìn)行分析，通過對機(jī)床主機(jī)部分結(jié)構(gòu)分析，結(jié)合我廠現(xiàn)有設(shè)備和技術(shù)安排加工工藝，確定支撐件，滑動，走線，轉(zhuǎn)動等結(jié)構(gòu)，通過對零件焊接要求的規(guī)范，來提高整套防護(hù)的焊接強(qiáng)度，保證焊接質(zhì)量取得了預(yù)期成果。

簡介：C5126普通立式車床可完成外圓柱面和端面等加工，但其加工大型閥體零件復(fù)雜外形時(shí)尺寸精度無法保證，且操作復(fù)雜。為了提高機(jī)床的性能，本文結(jié)合企業(yè)實(shí)際，應(yīng)用機(jī)電一體化技術(shù)、機(jī)械設(shè)計(jì)技術(shù)、電氣控制技術(shù)等對C5126普通立式車床進(jìn)行了數(shù)控化改造。論文圍繞C5126數(shù)控化改造中的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了深入的研究。主要研究內(nèi)容如下1根據(jù)普通車床和數(shù)控車床的特點(diǎn)，采取機(jī)械和電氣改造相結(jié)合的原則對C5126立式車床進(jìn)行了數(shù)控化改造，確定了改造的總體設(shè)計(jì)方案。2拆除原主傳動系統(tǒng)的變速機(jī)構(gòu)，將主傳動系統(tǒng)改造為無級調(diào)速系統(tǒng)。設(shè)計(jì)出了兩級減速機(jī)構(gòu)，采用英威騰變頻器對電機(jī)進(jìn)行控制，采用多圈旋轉(zhuǎn)電位器控制變頻器實(shí)現(xiàn)主傳動系統(tǒng)的全數(shù)字調(diào)速改造。3分析了X、Z軸進(jìn)給系統(tǒng)的運(yùn)動狀態(tài)，采用蝸輪蝸桿驅(qū)動絲杠改造了X軸進(jìn)給系統(tǒng)，采用同軸減速機(jī)和軸聯(lián)伺服電機(jī)驅(qū)動形式改造了Z軸進(jìn)給系統(tǒng)，并通過計(jì)算和校核對蝸輪蝸桿、同軸減速機(jī)、伺服電機(jī)進(jìn)行了選擇與匹配，實(shí)現(xiàn)了X、Z軸的伺服驅(qū)動控制。4設(shè)計(jì)了蝸輪蝸桿傳動機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)橫梁升降裝置的自鎖。5完成了數(shù)控電氣控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，包括主軸、X軸、Z軸、橫梁等的驅(qū)動器和驅(qū)動電機(jī)的設(shè)計(jì)，電氣柜的器件設(shè)計(jì)以及安裝，數(shù)控系統(tǒng)的選型、調(diào)試及基本參數(shù)的設(shè)定。6最后對機(jī)床進(jìn)行了安裝和調(diào)試，測試了機(jī)床的性能參數(shù)，并進(jìn)行了多項(xiàng)零件的試加工。結(jié)果表明機(jī)床改造后，拓展了原機(jī)床的加工能力，提高了生產(chǎn)效率和產(chǎn)品的加工精度，對企業(yè)的可持續(xù)性發(fā)展起到了積極的作用，達(dá)到了改造的目的。

簡介：本文主要研究基于多通道控制技術(shù)的非圓活塞數(shù)控車床控制系統(tǒng)，通過分析通道間的功能結(jié)構(gòu)，搭建自主設(shè)計(jì)的直線進(jìn)給通道平臺，建立多通道控制系統(tǒng)模型。在時(shí)基控制原理的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)通道間的通訊及同步運(yùn)動控制算法，以模塊化的開發(fā)方式進(jìn)行非圓活塞車削控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)的人機(jī)交互功能及非圓活塞車削功能。對多通道非圓活塞車削控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能進(jìn)行劃分，并對多通道非圓活塞車削系統(tǒng)的控制流程進(jìn)行規(guī)劃。在非圓活塞車削要求的基礎(chǔ)上，選擇合適的控制、執(zhí)行及反饋機(jī)構(gòu)，并對直線刀架進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，完成直線進(jìn)給通道的硬件選型及連接。對系統(tǒng)進(jìn)行參數(shù)設(shè)置和PID參數(shù)整定，完成直線進(jìn)給通道的自主設(shè)計(jì)。通過對主軸、Z軸編碼器信號進(jìn)行高速光耦隔離，實(shí)現(xiàn)反饋信號的兩路同步輸出，建立通道間的通訊信號。運(yùn)用時(shí)基控制原理，對通道間的同步運(yùn)動控制算法進(jìn)行計(jì)算和設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)各通道在零件組合加工中的同步配合控制。利用VISUALBASIC軟件，在WINDOWS系統(tǒng)下進(jìn)行了多通道非圓活塞車削控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)，通過對系統(tǒng)軟件的運(yùn)動控制、錯誤診斷、指令設(shè)置、活塞加工等功能進(jìn)行模塊化開發(fā)方式，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的人機(jī)交互、活塞零件參數(shù)化加工控制程序的自動編譯等功能。結(jié)合多通道非圓活塞數(shù)控車床實(shí)驗(yàn)平臺，設(shè)計(jì)多通道控制系統(tǒng)的非圓活塞車削實(shí)驗(yàn)，通過分別對非圓活塞橫截面橢圓型線及軸向型線的加工驗(yàn)證，得出多通道控制系統(tǒng)的實(shí)用范圍及控制精度。

簡介：靜壓支承是DVT1000立式車床的關(guān)鍵部件之一，在實(shí)際加工過程中，隨著工作臺的旋轉(zhuǎn)，靜壓支承油膜表面受到壓差流、剪切流及慣性流的共同作用，使油膜表面溫度逐漸升高，油膜粘度受到影響，導(dǎo)致油膜厚度逐漸減小，最終可能會導(dǎo)致潤滑性能變差，工作臺發(fā)生局部熱變形，使加工精度降低，縮短了機(jī)床的使用壽命。為此本文以DVT1000（即10米雙立柱車床）立式車床為主要研究對象，采用流體力學(xué)與動網(wǎng)格技術(shù)相結(jié)合的方法，對靜壓支承油膜在厚度變化過程中油膜瞬態(tài)溫升特性進(jìn)行研究，具體研究方案如下首先，依據(jù)靜壓支承油膜承載的基本原理，利用流體力學(xué)、摩擦學(xué)、傳熱學(xué)等理論，建立了支承油膜溫升數(shù)學(xué)模型，其中包括油膜厚度方程、油膜流量方程、油膜溫升能量方程及油膜求解控制方程。其次，根據(jù)工程實(shí)際結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)，利用UG軟件建立三維仿真模型，對油膜模型進(jìn)行網(wǎng)格劃分，根據(jù)支承油膜邊界運(yùn)動情況編輯UDF程序，并進(jìn)行相應(yīng)運(yùn)動邊界的設(shè)置。此外，基于有限體積法，將流體力學(xué)與動網(wǎng)格技術(shù)相結(jié)合，對靜壓支承油膜進(jìn)行瞬態(tài)分析，在變粘度狀態(tài)下，對不同轉(zhuǎn)速、不同載荷下的油膜溫度場進(jìn)行比較分析。探究油膜厚度減小時(shí)，支承油膜的溫度變化情況，得到變粘度條件下支承油膜瞬態(tài)溫升特性。最后，根據(jù)現(xiàn)有設(shè)備對靜壓支承油膜進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究，得到不同轉(zhuǎn)速、不同載荷時(shí)油膜溫度變化情況，通過與理論研究結(jié)果進(jìn)行對比分析，驗(yàn)證理論研究的正確性及采用動網(wǎng)格技術(shù)進(jìn)行靜壓支承油膜瞬態(tài)求解的可靠性。

簡介：數(shù)控車床是數(shù)字程序控制車床的簡稱，它集通用性好的萬能型車床、加工精度高的精密車床和加工效率高的專用型車床的特點(diǎn)于一身，是國內(nèi)使用量大，覆蓋面最廣的一種車床。為了方便工程人員對數(shù)控車床工程的設(shè)計(jì)，針對用戶移動平臺需求，論文設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了基于ROID平臺的數(shù)控車床應(yīng)用軟件XCNC，提供文件傳輸、工程圖繪制、參數(shù)設(shè)置、生成G代碼以及刀具管理等功能。論文通過分析產(chǎn)品特點(diǎn)和用戶特征，分析了軟件需求，采用模塊化設(shè)計(jì)方案，設(shè)計(jì)了主界面、工程繪圖、工程圖、工藝管理、G代碼和刀具管理六大模塊。其中，作者獨(dú)立設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了如下三個模塊的主要功能1工藝管理模塊包括粗車、精車以及截?cái)鄥?shù)設(shè)置功能，讀取并展示上次設(shè)置的參數(shù)。用戶可以根據(jù)自己的需要對加工工藝進(jìn)行設(shè)置，根據(jù)設(shè)置的不同生成相應(yīng)的G代碼。2G代碼模塊實(shí)現(xiàn)了自動生成G代碼、G代碼的展示以及對G代碼的操作等功能，根據(jù)工程圖和工藝參數(shù)自動生成G代碼，展示在界面上，用戶可以手動對G代碼進(jìn)行修改。3刀具管理模塊為用戶提供刀具管理功能，用戶可以新建刀具、查看或編輯刀具信息、或者刪除、禁用刀具，也可以根據(jù)自己的需要修改刀具補(bǔ)償，為工藝管理界面提供刀具信息。同時(shí)作者還合作完成了工程繪圖模塊。模塊主要是工程圖的繪制功能，用戶可以選擇添加基本組件、左空心組件和右空心組件，也可以對其中任意組件進(jìn)行修改或刪除，還可以給組件添加螺紋和左右倒角（只有矩形組件才需要添加倒角），最終繪制出用戶需要的圖形。論文完成的數(shù)控車床應(yīng)用軟件的功能驗(yàn)證結(jié)果表明數(shù)控車床應(yīng)用軟件滿足用戶的要求，可以進(jìn)行基本的操作流程并在數(shù)控機(jī)床模擬器上運(yùn)行通過。目前，該項(xiàng)目還處于內(nèi)部測試階段，投入上線后將給數(shù)控車床的操作帶來極大的便利。

簡介：樹脂礦物復(fù)合材料RESINMINERALCOMPOSITE俗稱人造石，是以有機(jī)樹脂粘合天然花崗石顆粒制備的新型復(fù)合材料。相比于傳統(tǒng)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)件材料而言，樹脂礦物復(fù)合材料具有其特有的優(yōu)勢，除較高的復(fù)雜外型成型能力外，其優(yōu)越的阻尼減振性能、良好的熱化學(xué)穩(wěn)定性和耐化學(xué)腐蝕性也逐漸受到設(shè)計(jì)人員青睞。以上諸多優(yōu)良特征使其非常適于制造精密設(shè)備基礎(chǔ)部件，如高速和精密加工機(jī)床的床身、醫(yī)療設(shè)備以及光學(xué)設(shè)備的底座等。本文通過有限元仿真，探究樹脂礦物復(fù)合材料精密車床床身的靜、動態(tài)性能及其優(yōu)化設(shè)計(jì)。對初始設(shè)計(jì)的鑄鐵床身進(jìn)行受力分析，綜合考慮工件與其他各部件的重力以及機(jī)床在加工過程中的切削力的作用，計(jì)算床身各受載表面的載荷分布可知，主軸箱以及機(jī)床尾座的安裝表面受到均布載荷的作用，而床身兩條導(dǎo)軌的上表面和側(cè)面受到漸變載荷的作用。選定材料配方制作標(biāo)準(zhǔn)樣塊，測得材料相關(guān)性能參數(shù)，以備有限元仿真使用。利用ANSYSWKBENCH對初始設(shè)計(jì)的鑄鐵床身和演化設(shè)計(jì)而來的的樹脂礦物復(fù)合材料精密車床床身進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)靜態(tài)結(jié)構(gòu)仿真。結(jié)果表明，在同樣的載荷與邊界條件下，實(shí)心結(jié)構(gòu)的樹脂礦物復(fù)合材料精密車床床身靜力學(xué)性能優(yōu)于鑄鐵床身，表現(xiàn)為較小的變形以及應(yīng)力水平。由模態(tài)分析結(jié)果可知，演化設(shè)計(jì)而來的樹脂礦物復(fù)合材料精密車床床身前六階模態(tài)對應(yīng)的固有頻率較初始設(shè)計(jì)的鑄鐵床身有較高的提升，說明采用當(dāng)前床身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案，樹脂礦物復(fù)合材料的靜力學(xué)性能能夠滿足精密車床對床身材料的要求。通過形狀優(yōu)化模塊對初始設(shè)計(jì)的樹脂礦物復(fù)合材料精密車床床身進(jìn)行基于應(yīng)力分布的形狀優(yōu)化，參照優(yōu)化結(jié)果給出的結(jié)構(gòu)改進(jìn)建議改進(jìn)床身內(nèi)部結(jié)構(gòu)。改進(jìn)后的樹脂礦物復(fù)合材料精密車床床身在保證靜力學(xué)性能的前提下床身總質(zhì)量減少18％，節(jié)約生產(chǎn)成本。利用SCDM對改進(jìn)后的床身進(jìn)行尺寸的參數(shù)化管理，并以床身質(zhì)量最小、變形最小、應(yīng)力最小為目標(biāo)對多個床身尺寸進(jìn)行多目標(biāo)驅(qū)動優(yōu)化，獲得優(yōu)化目標(biāo)對各尺寸的敏感程度以及床身最佳尺寸組合。對優(yōu)化后的床身進(jìn)行諧響應(yīng)分析，獲得床身對各方向不同頻率周期載荷的響應(yīng)。相比于初始設(shè)計(jì)的鑄鐵床身，演化設(shè)計(jì)的樹脂礦物復(fù)合材料精密車床床身具有更加優(yōu)越的動態(tài)性能，表現(xiàn)為床身對各頻率周期載荷具有較低的敏感性。同時(shí)，諧響應(yīng)分析結(jié)果可用于避免共振對床身造成結(jié)構(gòu)損傷。本文對樹脂礦物復(fù)合材料精密車床床身進(jìn)行靜、動力學(xué)仿真，并根據(jù)仿真結(jié)果進(jìn)行結(jié)構(gòu)強(qiáng)化和優(yōu)化設(shè)計(jì)，為以后進(jìn)一步設(shè)計(jì)開發(fā)以及實(shí)際應(yīng)用奠定基礎(chǔ)。