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机电及自动化学院本科毕业设计(论文)

发表时间:2013/9/8 17:52:09

机电及自动化学院本科毕业设计(论文)

摘要
数控雕铣机是数控机床的一种。是对应传统雕刻机的数控机床。.大都认为雕铣机是使用小刀具、大功率和高速主轴电机的数控铣床。雕刻机的优势在雕,如果加工材料硬度比较大也会显得力不从心。雕铣机的出现可以说填补两者之间的空白。
无论是什么样的机床,在达到共振时,偏移量过大,都将影响加工工件的精度,如何设计合理的结构,首先要分析机床共振时出现偏移较大的薄弱的地方。
本文从系统的观念出发,对影响数控雕铣机结构的模态因素作了系统的分析,提出了对ESM-860/G数控雕铣机结构分析与优化的方法和措施。
本文仅对ESM-860数控雕铣机的重要结构,龙门,滑板,底板进行结构分析。通过三维建模软软件UG6.0将其二维图转化为三维图,然后用有限元ANSYS11.0进行结构的模态分析,目前应用最广、最易实现的分析方法,是采用ANSYS进行模态分析,本课题仅对其进行ANSYS11.0模态分析。

关键词:数控雕铣机,偏移量、模态分析

ABSTRACT
CNC milling machine is a kind of CNC machine tools. Corresponds to the traditional engraving machine, CNC machine tools. Think most of the engraving and milling machine CNC milling machine for the use of small tools, high-power and high-speed spindle motor. The engraving machine
……(新文秘网https://www.wm114.cn省略1155字,正式会员可完整阅读)…… 

目录
第一章 绪论 1
1.1数控雕铣机的介绍 1
1.2数控雕铣机概述 1
1.3数控雕铣机的特点 1
1.3.1用途上与加工中心和雕刻机的区别 1
1.3.2从工艺上与加工中心和雕刻机的区别 2
1.4国内外相关研究现状 3
1.4.1国外研究现状 3
1.4.2国内研究现状 4
1.5本课题的来源与主要研究内容 5
1.5.1课题来源 5
1.5.2课题主要工作 6
1.6本章小结 6
第二章 有限元理论基础与结构件模型生成 7
2.1有限元分析方法与弹性力学 7
2.1.1有限元分析方法 7
2.1.2弹性力学 8
2.2结构部件的简化 10
2.3单元类型 12
2.4材料的特性 13
2.5有限元网格生成 13
第三章 数控雕铣机的模态分析 16
3.1模态分析的概念 16
3.2模态约束与求解 16
3.3模态求解的详细过程 18
3.4结果分析 21
3.4.1龙门结构的模态分析 21
3.4.2滑板结构的模态分析 24
3.4.3底板的模态分析 27
3.5本章总结 30
第四章 结束语 31
致谢
参考文献


第一章 绪论
1.1数控雕铣机的介绍
数控雕铣机是数控机床的一种。是对应传统雕刻机的数控机床。.大都认为雕铣机是使用小刀具、大功率和高速主轴电机的数控铣床。雕刻机的优势在雕,如果加工材料硬度比较大也会显得力不从心。雕铣机的出现可以说填补两者之间的空白。雕铣机既可以雕刻,也可铣削,是一种高效高精的数 控机床。力玛雕铣机是数控雕铣 机的杰出代作。
1.2数控雕铣机概述
2007年我国的雕铣机产业产能已经超过10000台/年,产值超过15亿RMB。目前雕铣机的生产主要以广东、_、浙江三大地区主导。加工模具他们是以加工中心(电脑锣)铣削为主的,但加工中心有它的不足,特别是在用小刀具加工小型模具时会显得力不从心,并且成本很高。国内开始的时候只有数控雕刻机的概念,雕刻机的优势在雕,如果加工材料硬度比较大也不会显得力不从心。
1.3数控雕铣机的特点
1.3.1用途上与加工中心和雕刻机的区别
加工中心:港台、广东一带称之为电脑锣,是带有刀库和自动换刀装置的一种高度自动化的多功能数控机床。第一台加工中心出现在1958年的美国。它可以实现了工件一次装夹后即可进行铣削、钻削、镗削、铰削和攻丝等多种工序的集中加工,功能特别强调“铣”。
雕刻机:它主轴转速高适合小刀具的加工,扭矩比较小,着重于“雕刻”功能,例如木材(专门加工木板的称为木雕机)、双色板、亚克力板等硬度不高的板材,不太适合强切削的大工件。目前市面上的大多数打着雕刻机旗号的产品都是为加工工艺品为主,成本低,由于精度不高,不宜用于模具开发;但也有例外的例如晶片雕刻机。
数控雕铣机:顾名思义。就是可以雕、也可铣,雕刻机的基础上加大了主轴、伺服电机功率,床身承受力,同时保持主轴的高速,更重要的是精度很高。雕铣机还向高速发展,一般称为高速机,切削能力更强,加工精度非常高,还可以直接加工硬度在HRC60以上的材料,一次成型。
从外观体积上讲:加工中心体积最大,大型的1690型机体积在4m*3m,小型的850型机也在2.5m*2.5m;雕铣机次之,比较大型的750型机一般在2.2m*2m;雕刻机最小。
从机械结构上讲: 加工中心一般采用悬臂式,雕铣机和雕刻机一般多用龙门式架构,龙门式又分为栋梁式和定梁式,目前雕铣机以定梁式居多。
从指标数据上讲:主轴最高转速(r/min):加工中心8000;雕铣机最常见240000,高速机最低30000;雕刻机一般与雕铣机相同,用于高光处理的雕刻机可以达到80000,但那用的就不是一般的电主轴而是气浮主轴。
主轴功率:加工中心最大,从几千瓦到几十千瓦都有;雕铣机次之,一般在十千瓦以内;雕刻机最小。
切削量:加工中心最大,特别适合重切削,开粗;雕铣机次之,适合精加工;雕刻机最小。
速度:由于雕铣机和雕刻机都比较轻巧,它们的移动速度和进给速度比加工中心要快,特别是配备直线电机的高速机移动速度最高达到120m/min。
精度:三者的精度差不多。
从加工尺寸上讲:工作台面积可以比较好的反应这个。国内加工中心(电脑锣)最小的工作台面积(单位mm,下同)在830*500(850机);雕铣机的最大的工作台面积在700*620(750机),最小的是450*450(400机);雕刻机一般不会超过450*450,常见的是45*270(250机)。
从应用对象上讲:加工中心用于完成较大铣削量的工件的加工设备,大型的模具,硬度比较的材料,也适合普通模具的开粗;雕铣机用于完成较小铣削量,小型模具的精加工,适合铜工、石墨等的加工;低端的雕刻机则偏向于木材、双色板、亚克力板等硬度不高的板材加工,高端的适合晶片、金属外壳等抛光打磨。
一般认为:加工中心、雕铣机既可以做产品,也可以做模具,雕刻机只可以做产品。
1.3.2从工艺上与加工中心和雕刻机的区别
1、从机械角度
机床的机械分为两个部分,移动部分和不移动部分:工作台,滑板,十字花台等为移动部分,床座,立柱等为非移动部分。
(1)数控铣加工中心:
非移动部分钢性要求非常好移动部分钢性要求非常好
优点:能进行重切削;缺点:由于移动部分同样庞大,牺牲了机床灵活性,对于细小的部分和快速进给无能为力。
(2)数控雕铣机
非移动部分钢性要求好移动部分钢性要以灵活为前题下,尽可能的轻一些,同时保持一定的钢性。
优点:可进行比较细小的加工,加工精度高。对于软金属可进行高速加工;缺点:由于钢性差所以不可能进行重切削。
(3)高速切削机床   
非移动部分钢性要求非常好移动部分钢性要求比较好,而且尽可能的轻巧。   
优点:能进行中小量的切削(例如一般φ10的平底刀,对于45号钢(300)深切深度以0.75为好);缺点:正确使用下能发挥高效,低成本,使打磨量变为极少。不正确使用,马上就 ……(未完,全文共18034字,当前仅显示3244字,请阅读下面提示信息。收藏《机电及自动化学院本科毕业设计(论文)》