【正文】 某型重型數(shù)控機床床身設(shè)計及模態(tài)仿真分析 北京信息科技大學 畢業(yè)設(shè)計 （論文） 題 目： 某型重型數(shù)控機床床身設(shè)計及模態(tài)仿真分析 學 院： 機電工程學院 專 業(yè)： 機械設(shè)計制造及其自動化 學生姓名： 機械 1006/2021010150 指導老師 /督導老師： 孫江宏教授 起止時間： 2021 年 2 月 24 日 至 20214 年 6 月 8 日 某型重型數(shù)控機床床身設(shè)計及模態(tài)仿真分析 I 摘 要 機床在機械制造工業(yè)中扮演著越來越重要的角色 ,尤其是隨著現(xiàn)代機械制造工業(yè)的發(fā)展，走向高精度、高速度、高效率的道路。近些年來，我國企業(yè)的數(shù)控機床占有率正在逐步上升，其中大型高效的數(shù)控機床也成為了用戶的首選。但是由于其結(jié)構(gòu)龐大、設(shè)備噸位重、制造費用高，有必要進行預先的計算、仿真，讓設(shè)計者對機床的特性有一個全面的了解，進而使整個設(shè)計更加的完善。 本文以 TK6920 大型數(shù)控落地鏜銑床為研究對象，對機床床身和立柱進行設(shè)計，利用有限元分析軟件ANSYS 作為分析工具，對其進行分析靜力分析和動態(tài)特性分析。 ? 對床 身和立柱進行結(jié)構(gòu)設(shè)計計算，運用 CAD進行二維圖繪制 ? 運用 solidworks進行三維建模，包括床身，立柱部分 ? 將建立的三維 模型用有限元方法進行對床身，立柱，滑枕，及整機靜態(tài)剛度分析。 ? 通過模態(tài)分析計算床身 6階固有頻率振型，滑枕前 6階固有頻率振型，立柱 6階固有頻率振型，及整機 6階固有頻率振型，共四部分分析。 ? 根據(jù)靜力分析和模態(tài)分析的結(jié)果得出相應的結(jié)論，設(shè)計是否符合要求，以及需要進行優(yōu)化的部分。 關(guān)鍵詞： tk6920落地鏜銑床； 床身和立柱設(shè)計； 靜力分析； 模態(tài) 分析 某型重型數(shù)控機床床身設(shè)計及模態(tài)仿真分析 II Abstract The machine is playing a more and more important role in mechanical manufacturing industry, especially with the development of modern machinery manufacturing industry, to the high accuracy, high speed, high efficiency road. In recent years, numerical control machine tool enterprises in our country share is rising gradually, the CNC machine tool large efficient has bee the user39。s preferred. But because of its large structure, equipment weight, high manufacturing cost, it is necessary to pre pute, simulation, allowing the designers to have a prehensive understanding of the characteristics of machine tool, which makes the design more perfect. The TK6920 NC boring milling machine as the research object, carries on the design to the machine bed and column, using finite element analysis software ANSYS as the analysis tool, carries on the analysis of static analysis and dynamic analysis of the. ? Column on the bed and structural design calculations, the use of twodimensional CAD drawing ? Use solidworks threedimensional modeling, including bed, column section ? Will create threedimensional model using the finite element method to bed, column, ram, and the whole static stiffness analysis. ? Calculated by modal analysis 6 bed natural frequency modes, the first natural frequency of the ram 6 modes, column 6 natural frequency vibration modes, and the whole six natural frequency vibration modes of fourpart analysis. ? According to the results of static analysis and modal analysis of the corresponding conclusions, whether the design meets the requirements, and the need to be part of the optimization. Keywords: tk6920 floor type boring and milling machine。 bed and column design。 static analysis。 modal analysis 某型重型數(shù)控機床床身設(shè)計及模態(tài)仿真分析 III 致 謝 本次畢業(yè)設(shè)計是在孫江宏老師耐心細致的指導下完成的，在此特別想感謝孫江宏老師對我的幫助。從課題的選擇，研究，設(shè)計，完成，整個過程中，老師都投入了很多的時間與經(jīng)歷，在我錯誤不斷的情況下，一直給予我耐心的講解和指導。在整個研究過程中，老師不僅僅對我是課題上專業(yè)知識的指導，更重要的是他教會對我將來走向社會上乃至工作中，無論行業(yè)與機械專業(yè)相關(guān)與否，在面對類似的項目或問題時，要以專業(yè)的知識背景做鋪墊，積極的態(tài)度去面對整個過程。老師嚴謹認真的研究態(tài)度，熱情謙和的待人方式，實事求是的處事原則都給我留下了深刻的印象，同時也在深深的影響著我。在整個課題研究的過程中，帶給我的不僅僅是一次畢業(yè)設(shè)計的成果，更多的是在這個過程中學會了要有解決困難的決心和毅力，尋找解決困難的方法，這些都將會深深的印在我的腦海里，也會不斷地鼓勵我在以后的工作和生活中繼續(xù)進取向前。在此，我謹記導師這四個月來對我的辛勤培養(yǎng)和耐心指導致以衷心的感謝和崇高的敬意。 衷心的感謝我同組的同學， 周鵬 ， 王琦 ，還有錢城同學。在他們的幫助下，一起學習，一起研究，讓整個研究過程進行的順利，在規(guī)定的時間內(nèi)完成任務(wù)。 特別感謝我的家人，對我的學業(yè)進行無條件的支持，在精 神上給我最大的鼓勵，使我能夠順利的完成研究，順利畢業(yè)。 最后，感謝各位答辯老師，在百忙之中抽出時間對我的論文進行評閱和審議，我表示衷心的感謝。 再次感謝，在整個過程中幫助過我的所有人。 某型重型數(shù)控機床床身設(shè)計及模態(tài)仿真分析 4 目 錄 摘要 ...................................................... I Abstract .................................................. II 致謝 ..................................................... III 第一章 概述 ...................................................... 1 論文綜述 ......................................................... 1 課題分析 ........................................................ 2 任務(wù) ......................................................... 2 安排和方法 ................................................... 2 難點 ......................................................... 3 第二章 鏜銑機床機身設(shè)計和立柱設(shè)計 ................................. 4 床身設(shè)計 ........................................................ 4 床身材料選擇 ................................................ 4 壁厚的設(shè)計 .................................................. 4 機床床身的制造方法的選擇 .................................... 5 鑄造床身強度校核 ............................................ 5 立柱設(shè)計 ....................................................... 9 . 立柱材料的確定 ............................................. 9 立柱過渡壁結(jié)構(gòu)（立柱截面）的確定 .......................... 10 立柱形體尺寸的確定 ........................................ 10 立柱強度校核 .............................................. 11 第三章 模態(tài)分析 ................................................. 15 立柱分析 ........................................................ 15 立柱結(jié)構(gòu)的三維模型及有限元建模 .......................... 15 兩種工況 ................................................ 16 受力分析 ................................................ 17 立柱 的約束 ............................................. 18 求解計算與分析結(jié)果 ..................................... 18 立柱模態(tài)分析 ........................................... 21 小結(jié) .................................................... 22 滑枕模態(tài)分析 .................................................... 23 滑枕三維模型 ............................................... 23 滑枕的有限元模型 ........................................... 23 滑枕的模態(tài)分析 ............................................ 24 總結(jié) ....................................................... 25 某型重型數(shù)控機床床身設(shè)計及模態(tài)仿真分析 5 床身分析 .........................