機電及自動化學院本科畢業(yè)設計(論文)

機電及自動化學院本科畢業(yè)設計(論文)

摘要
數(shù)控雕銑機是數(shù)控機床的一種。是對應傳統(tǒng)雕刻機的數(shù)控機床。.大都認為雕銑機是使用小刀具、大功率和高速主軸電機的數(shù)控銑床。雕刻機的優(yōu)勢在雕，如果加工材料硬度比較大也會顯得力不從心。雕銑機的出現(xiàn)可以說填補兩者之間的空白。
無論是什么樣的機床，在達到共振時，偏移量過大，都將影響加工工件的精度，如何設計合理的結(jié)構(gòu)，首先要分析機床共振時出現(xiàn)偏移較大的薄弱的地方。
本文從系統(tǒng)的觀念出發(fā)，對影響數(shù)控雕銑機結(jié)構(gòu)的模態(tài)因素作了系統(tǒng)的分析，提出了對ESM-860/G數(shù)控雕銑機結(jié)構(gòu)分析與優(yōu)化的方法和措施。
本文僅對ESM-860數(shù)控雕銑機的重要結(jié)構(gòu)，龍門，滑板，底板進行結(jié)構(gòu)分析。通過三維建模軟軟件UG6.0將其二維圖轉(zhuǎn)化為三維圖，然后用有限元ANSYS11.0進行結(jié)構(gòu)的模態(tài)分析，目前應用最廣、最易實現(xiàn)的分析方法，是采用ANSYS進行模態(tài)分析，本課題僅對其進行ANSYS11.0模態(tài)分析。

關(guān)鍵詞：數(shù)控雕銑機，偏移量、模態(tài)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
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目錄
第一章 緒論 1
1.1數(shù)控雕銑機的介紹 1
1.2數(shù)控雕銑機概述 1
1.3數(shù)控雕銑機的特點 1
1.3.1用途上與加工中心和雕刻機的區(qū)別 1
1.3.2從工藝上與加工中心和雕刻機的區(qū)別 2
1.4國內(nèi)外相關(guān)研究現(xiàn)狀 3
1.4.1國外研究現(xiàn)狀 3
1.4.2國內(nèi)研究現(xiàn)狀 4
1.5本課題的來源與主要研究內(nèi)容 5
1.5.1課題來源 5
1.5.2課題主要工作 6
1.6本章小結(jié) 6
第二章 有限元理論基礎與結(jié)構(gòu)件模型生成 7
2．1有限元分析方法與彈性力學 7
2.1.1有限元分析方法 7
2.1.2彈性力學 8
2.2結(jié)構(gòu)部件的簡化 10
2.3單元類型 12
2.4材料的特性 13
2.5有限元網(wǎng)格生成 13
第三章 數(shù)控雕銑機的模態(tài)分析 16
3.1模態(tài)分析的概念 16
3.2模態(tài)約束與求解 16
3.3模態(tài)求解的詳細過程 18
3.4結(jié)果分析 21
3.4.1龍門結(jié)構(gòu)的模態(tài)分析 21
3.4.2滑板結(jié)構(gòu)的模態(tài)分析 24
3.4.3底板的模態(tài)分析 27
3.5本章總結(jié) 30
第四章 結(jié)束語 31
致謝
參考文獻


第一章 緒論
1.1數(shù)控雕銑機的介紹
數(shù)控雕銑機是數(shù)控機床的一種。是對應傳統(tǒng)雕刻機的數(shù)控機床。.大都認為雕銑機是使用小刀具、大功率和高速主軸電機的數(shù)控銑床。雕刻機的優(yōu)勢在雕，如果加工材料硬度比較大也會顯得力不從心。雕銑機的出現(xiàn)可以說填補兩者之間的空白。雕銑機既可以雕刻，也可銑削，是一種高效高精的數(shù) 控機床。力瑪?shù)胥姍C是數(shù)控雕銑 機的杰出代作。
1.2數(shù)控雕銑機概述
2007年我國的雕銑機產(chǎn)業(yè)產(chǎn)能已經(jīng)超過10000臺/年,產(chǎn)值超過15億RMB。目前雕銑機的生產(chǎn)主要以廣東、北京、浙江三大地區(qū)主導。加工模具他們是以加工中心（電腦鑼）銑削為主的，但加工中心有它的不足，特別是在用小刀具加工小型模具時會顯得力不從心，并且成本很高。國內(nèi)開始的時候只有數(shù)控雕刻機的概念，雕刻機的優(yōu)勢在雕，如果加工材料硬度比較大也不會顯得力不從心。
1.3數(shù)控雕銑機的特點
1.3.1用途上與加工中心和雕刻機的區(qū)別
加工中心：港臺、廣東一帶稱之為電腦鑼，是帶有刀庫和自動換刀裝置的一種高度自動化的多功能數(shù)控機床。第一臺加工中心出現(xiàn)在1958年的美國。它可以實現(xiàn)了工件一次裝夾后即可進行銑削、鉆削、鏜削、鉸削和攻絲等多種工序的集中加工，功能特別強調(diào)“銑”。
雕刻機：它主軸轉(zhuǎn)速高適合小刀具的加工，扭矩比較小，著重于“雕刻”功能，例如木材（專門加工木板的稱為木雕機）、雙色板、亞克力板等硬度不高的板材，不太適合強切削的大工件。目前市面上的大多數(shù)打著雕刻機旗號的產(chǎn)品都是為加工工藝品為主，成本低，由于精度不高，不宜用于模具開發(fā)；但也有例外的例如晶片雕刻機。
數(shù)控雕銑機：顧名思義。就是可以雕、也可銑，雕刻機的基礎上加大了主軸、伺服電機功率，床身承受力，同時保持主軸的高速，更重要的是精度很高。雕銑機還向高速發(fā)展，一般稱為高速機，切削能力更強，加工精度非常高，還可以直接加工硬度在HRC60以上的材料，一次成型。
從外觀體積上講：加工中心體積最大，大型的1690型機體積在4m*3m，小型的850型機也在2.5m*2.5m；雕銑機次之，比較大型的750型機一般在2.2m*2m；雕刻機最小。
從機械結(jié)構(gòu)上講： 加工中心一般采用懸臂式，雕銑機和雕刻機一般多用龍門式架構(gòu)，龍門式又分為棟梁式和定梁式，目前雕銑機以定梁式居多。
從指標數(shù)據(jù)上講：主軸最高轉(zhuǎn)速（r/min）：加工中心8000；雕銑機最常見240000，高速機最低30000;雕刻機一般與雕銑機相同，用于高光處理的雕刻機可以達到80000，但那用的就不是一般的電主軸而是氣浮主軸。
主軸功率：加工中心最大，從幾千瓦到幾十千瓦都有；雕銑機次之，一般在十千瓦以內(nèi)；雕刻機最小。
切削量：加工中心最大，特別適合重切削，開粗；雕銑機次之，適合精加工；雕刻機最小。
速度：由于雕銑機和雕刻機都比較輕巧，它們的移動速度和進給速度比加工中心要快，特別是配備直線電機的高速機移動速度最高達到120m/min。
精度：三者的精度差不多。
從加工尺寸上講：工作臺面積可以比較好的反應這個。國內(nèi)加工中心（電腦鑼）最小的工作臺面積（單位mm，下同）在830*500（850機）；雕銑機的最大的工作臺面積在700*620（750機），最小的是450*450（400機）；雕刻機一般不會超過450*450，常見的是45*270（250機）。
從應用對象上講：加工中心用于完成較大銑削量的工件的加工設備，大型的模具，硬度比較的材料，也適合普通模具的開粗；雕銑機用于完成較小銑削量，小型模具的精加工，適合銅工、石墨等的加工；低端的雕刻機則偏向于木材、雙色板、亞克力板等硬度不高的板材加工，高端的適合晶片、金屬外殼等拋光打磨。
一般認為：加工中心、雕銑機既可以做產(chǎn)品，也可以做模具，雕刻機只可以做產(chǎn)品。
1.3.2從工藝上與加工中心和雕刻機的區(qū)別
1、從機械角度
機床的機械分為兩個部分，移動部分和不移動部分：工作臺，滑板，十字花臺等為移動部分，床座，立柱等為非移動部分。
（1）數(shù)控銑加工中心：
非移動部分鋼性要求非常好移動部分鋼性要求非常好
優(yōu)點：能進行重切削；缺點：由于移動部分同樣龐大，犧牲了機床靈活性，對于細小的部分和快速進給無能為力。
（2）數(shù)控雕銑機
非移動部分鋼性要求好移動部分鋼性要以靈活為前題下，盡可能的輕一些，同時保持一定的鋼性。
優(yōu)點：可進行比較細小的加工，加工精度高。對于軟金屬可進行高速加工；缺點：由于鋼性差所以不可能進行重切削。
（3）高速切削機床 　　
非移動部分鋼性要求非常好移動部分鋼性要求比較好，而且盡可能的輕巧。 　　
優(yōu)點：能進行中小量的切削（例如一般φ10的平底刀，對于45號鋼（300）深切深度以0.75為好）；缺點：正確使用下能發(fā)揮高效，低成本，使打磨量變?yōu)闃O少。不正確使用，馬上就 ……（未完，全文共18034字，當前僅顯示3244字，請閱讀下面提示信息。收藏《機電及自動化學院本科畢業(yè)設計(論文)》）