数控现场铣床的建模与结构分析
数控现场铣床是用于大型石化装置现场维修的加工设备，为了适应现场的加工环境，要求现场铣床在满足性能、精度等条件下，其质量和体积尽可能小。在实际应用中由于横梁受力变形引起自激振动，导致工件表面产生波纹状刀痕，严重影响了加工精度和表面质量。本文借助COSMOSWorks有限元软件，建立现场铣床的有限元模型，对其主要移动部件进行静、动态分析，依据横梁振动相对变形的振型和幅值，分析影响加工精度的主要因素，为结构优化提供理论依据，对于提高现场铣床的工作性能有十分重要的意义。
本文在理论上分析了现场铣床横梁结构在加工过程中其受静、动刚度对加工精度的影响，采用有限元分析方法，运用COSMOSWorks软件，对横梁部件动、静刚度进行了模拟验证。具体包括：
1．对横梁在加工过程中进行力学分析，并在理论基础上分析出横梁变形的因素，并根据铣削力计算公式，计算出横梁在加工过程中各个方向上的受力。
2．通过对铣床结构建模和力学特性分析，获得了横梁在中间位置处三个方向上的最大变形量和横梁振动前五阶固有模态，通过比较可知Z向的变形量最大，从而得出在Z向刚度较弱，分析出影响加工精度的原因，而其一阶固有频率较低，沿着Z向振动也是其刚度较低的表现。
3．通过对横梁的分析对横梁进行优化设计，依据有限元分析和振型变化的基础上，提出了八种对横梁的改进方案，通过有限元的分析比较，得出米字型筋板可以有效提高横梁的整体刚度，减小横梁在Z方向上的变形，达到了提高现场铣床加工精度的目的。
数控现场铣床;COSMOSWorks;有限元分析;横梁受力变形;自激振动;加工精度
兰州理工大学
硕士
测试计量技术及仪器
谢黎明
2009
中文
TG547;O241.82
59
2009-08-21（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）