基于虛擬樣機(jī)技術(shù)的葉片加工專用機(jī)床關(guān)鍵部件設(shè)計(jì)與分析.pdf

1、隨著我國航空航天事業(yè)和電力工業(yè)的高速發(fā)展，葉片作為航空發(fā)動(dòng)機(jī)和發(fā)電機(jī)的關(guān)鍵零件，其需求量持續(xù)增長(zhǎng)。而目前國內(nèi)的葉片加工主要采用高成本的加工中心或效率、精度較低的仿型加工和手工拋光的方法制作，不能滿足日益增長(zhǎng)的葉片市場(chǎng)需求。因此，對(duì)促進(jìn)航空航天事業(yè)及電力工業(yè)等的發(fā)展，研制高質(zhì)量、低成本的葉片加工專用機(jī)床具有重要的使用價(jià)值和戰(zhàn)略意義。 針對(duì)某類航空葉片的客戶需求，通過研究其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和加工工藝流程，應(yīng)用現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法及虛擬樣機(jī)技術(shù)，合作

2、研制一臺(tái)成本低、符合葉片精度要求的數(shù)控葉片加工專用機(jī)床。 根據(jù)項(xiàng)目分工，重點(diǎn)研究機(jī)床的關(guān)鍵部件第四軸和床身的結(jié)構(gòu)。在分析目前第四軸典型結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，對(duì)本機(jī)床第四軸的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了全新的設(shè)計(jì)。為了消除間隙、提高第四軸的傳動(dòng)精度和傳動(dòng)的平穩(wěn)性，提出雙驅(qū)動(dòng)雙環(huán)面蝸桿消隙傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)中平面一次包絡(luò)環(huán)面蝸桿的三維精確建模是個(gè)難點(diǎn)，論文從研究平面一次包絡(luò)環(huán)面蝸桿副的成型原理著手，通過推導(dǎo)該蝸桿的齒面方程，創(chuàng)建了精確的環(huán)面蝸桿副三維模型，并從

3、動(dòng)力學(xué)角度對(duì)該模型進(jìn)行了動(dòng)力響應(yīng)分析驗(yàn)證和有限元非線性接觸應(yīng)力應(yīng)變分析，研究了四種裝配誤差對(duì)接觸齒面的影響，為合理選擇和控制平面一次包絡(luò)環(huán)面蝸桿副的安裝誤差以及調(diào)隙方式提供了有效的措施。 床身是機(jī)床承載的關(guān)鍵部件。針對(duì)床身的載荷和約束條件，對(duì)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行了有限元靜、動(dòng)態(tài)分析和結(jié)構(gòu)優(yōu)化。通過結(jié)合虛擬樣機(jī)仿真分析，改進(jìn)了初步設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)中存在的模態(tài)頻率偏低的問題。通過結(jié)構(gòu)分析和優(yōu)化不僅提高了床身的模態(tài)頻率，更減少了用料，降低了成本。