高速立式加工中心床身靜動(dòng)態(tài)特性分析及優(yōu)化設(shè)計(jì)

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1、5．5本章總結(jié)??????????????????????????????．566總結(jié)與展望????????????????????????????????576．1全文總結(jié)??????????????????????????????．576．2研究展望??????????????????????????????．57致謝????????????????????????????????????．59參考文獻(xiàn)??????????????????????????????????．．6l攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文目錄?????????????????????．65原創(chuàng)性聲明及關(guān)于學(xué)位論文使用授權(quán)

2、的聲明????????????????．67IIIIV高速立式加工中心床身靜動(dòng)態(tài)特性分析及優(yōu)化設(shè)計(jì)1緒論1．1課題的研究背景隨著經(jīng)濟(jì)全球化的來臨，如何在日益激烈的市場競爭中占得先機(jī)，在較短時(shí)間內(nèi)以質(zhì)量好，價(jià)格實(shí)惠的的產(chǎn)品獲取市場，是企業(yè)得以生存和發(fā)展的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。為此企業(yè)必須具備前瞻性的思維方式、先進(jìn)的研發(fā)技術(shù)、完善的管理體制和多樣化的社會(huì)信息資源等有利因素，加大企業(yè)對新技術(shù)的的研發(fā)成本和適應(yīng)新技術(shù)的能力、保證公司在響應(yīng)市場和個(gè)性化服務(wù)的前瞻性、而且還要施行嚴(yán)格的成本控制、保證具有可靠的質(zhì)量及及時(shí)的售后服務(wù)【-】。制造技術(shù)先進(jìn)性的根本在于提高制造裝備和加工母機(jī)的精良性，具體而言就是提高數(shù)控機(jī)

3、床和加工中心的研發(fā)和制造水平。加工中心是一種應(yīng)用廣泛且功能十分全面的數(shù)控加工機(jī)床，目前加工中心在箱體類零件的加工和生產(chǎn)上應(yīng)用得相對較多。加工中心的工藝類型有很多種，其范圍也很大，它不但可以對產(chǎn)品的外觀及其精度進(jìn)行測量，還可以對一些復(fù)雜的曲面進(jìn)行銑削、擴(kuò)孔、鏜孔、鉆孔、鉸孔等c21。高速立式加工中心在數(shù)控機(jī)床中屬于中高檔層次，在社會(huì)上也相對常見。但是對高速立式加工中心的研究相對于國外來說還有一定的差距，在國內(nèi)對加工中心的研究原則主要是在保證其性價(jià)比的基礎(chǔ)上，對它進(jìn)行一些結(jié)構(gòu)上的優(yōu)化和設(shè)計(jì)，以及對某些關(guān)鍵部分進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新，在這種環(huán)境下逐步縮小與西方發(fā)達(dá)國家之間的差距，并使我國的機(jī)械制造業(yè)在國際

4、上保持一定競爭力，也能為社會(huì)帶來明顯的經(jīng)濟(jì)收益和社會(huì)效益。高速加工中心和普通的數(shù)控機(jī)床相比主要有一下幾點(diǎn)區(qū)別；(1)高速加工中心刀具轉(zhuǎn)換的速度更快，且刀具的類型更豐富；(2)高速加工中心的結(jié)構(gòu)比普通數(shù)控機(jī)床結(jié)構(gòu)的布局更加合理；(3)高速加工中心的控制系統(tǒng)更加穩(wěn)定和可靠，同時(shí)速度也更快，從而提高了整體的制造水平。高速立式加工中心是一個(gè)多學(xué)科相融合的產(chǎn)物，它包含了切削理論、運(yùn)動(dòng)學(xué)理論、數(shù)字控制理論等知識(shí)，因此高速加工中心的發(fā)展?fàn)顩r充分體現(xiàn)了一個(gè)國家的切削機(jī)床的技術(shù)水平和生產(chǎn)實(shí)力[31。而床身作為高速立式加工中心的一個(gè)重要的基礎(chǔ)部件，在此背景下對床身的靜動(dòng)態(tài)特性研究及其對床身的優(yōu)化顯得尤為重要。

5、1．2課題的研究現(xiàn)狀1．2．2高速立式加工中心的發(fā)展現(xiàn)狀陜西科技大學(xué)碩士學(xué)位論文國外數(shù)控機(jī)床和加工中心早在上個(gè)世紀(jì)50年代就出現(xiàn)了。世界上第一臺(tái)數(shù)控機(jī)床誕生于1952年，國內(nèi)對數(shù)控機(jī)床的研制從1958年開始，而加工中心到七十年代才開始慢慢有所涉及，由于資源匱乏，相關(guān)的研發(fā)人才很少，再加上國外對相關(guān)技術(shù)的封鎖，導(dǎo)致目前國內(nèi)的發(fā)展水平與國外的先進(jìn)水平還是有著十分明顯的差距。當(dāng)前加工中心的應(yīng)用主要集中在汽車零部件行業(yè)，當(dāng)然還有模具、飛機(jī)、醫(yī)療設(shè)備、IT、光學(xué)設(shè)備等行業(yè)。對于一些高端大型的機(jī)械產(chǎn)品，其中主要的一些關(guān)鍵部件成多品種，小批量的發(fā)展趨勢，而立式加工中心所具備相關(guān)的一些性能就成為了一種潛在

6、的發(fā)展需求。同時(shí)加工中心在電子零部件、精密機(jī)械零部件、半導(dǎo)體模具等行業(yè)也具有很大的發(fā)展?jié)摿Α?】。近年來，隨著驅(qū)動(dòng)技術(shù)和數(shù)控技術(shù)的飛速發(fā)展，這些技術(shù)也迅速的運(yùn)用到高速立式加工中心的設(shè)計(jì)和創(chuàng)新中，因此研制出很多具有結(jié)構(gòu)創(chuàng)新、性能卓越的高速加工中心。從高速加工中心不斷創(chuàng)新和發(fā)展的過程來看，要想持續(xù)的提高高速加工中心的靜動(dòng)態(tài)性能、加工精度和穩(wěn)定性。就必須不斷的進(jìn)行創(chuàng)新，快速的將技術(shù)領(lǐng)域最前沿的的科技成就運(yùn)用到高速立式加工中心的研發(fā)中，尤其是驅(qū)動(dòng)技術(shù)和數(shù)控技術(shù)的最前沿科技成果?。高速加工中心已經(jīng)由90年代中后期三軸到如今的六軸，未來的發(fā)展還會(huì)更為迅速。目前世界上加工中心的主要發(fā)展方向是高速、高精度

7、和高穩(wěn)定性。美國HASS公司主持設(shè)計(jì)，并生產(chǎn)的高速立式加工中心的主軸旋轉(zhuǎn)速度達(dá)到30000r／min，其橫向移動(dòng)的速度最快達(dá)到70m／min。來自德國DMG公司的高速立式加工中心主軸旋轉(zhuǎn)速度達(dá)到42000r／min，橫向移動(dòng)速度最快能達(dá)到90m／min；國外高速立式加工中心的的加工精度0．001～O．002mmts，"。由于各種客觀和主觀因素，國內(nèi)對高速立式加工中心的研究深度和廣度與國外發(fā)達(dá)國家的差距還是非常明顯。目前國