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微小车削单元的设计仿真及结构优化

作　者: 王莹莹
导　师: 李一全
学　校: 长春理工大学
专　业: 机械制造及其自动化
关键词: 微小车床 结构设计 动态分析 结构优化
分类号: TG51
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要


本文的主要研究目标是设计与开发微小车削单元,实现微小零件的车削加工,为进一步构建桌面式微型工厂奠定基础。在研究过程中,通过全面分析机床微小化带来的关键问题,结合微小车床的特点,提出合理的设计方案。同时针对微小车床的关键部件和整体结构进行性能分析与优化,探索微小机床优化设计方法和提高机床整体性能的手段。本论文主要完成了以下工作：1.提出了微小车床的具体指标和整体设计方案,完成了关键部件的设计,并建立了微小车床的三维模型。2.对微小车床的电主轴结构、直线导轨进给系统以及微小车床整体进行了动静态分析,确定了现有方案设计的薄弱环节。3.对微小车床的中心架结构及床身进行了结构优化分析并得到合理的结构尺寸。4.对优化后的微小车床重新进行动态分析,完善设计。

全文目录


摘要  4-5
ABSTRACT  5-6
目录  6-7
第一章 绪论  7-13
  1.1 课题研究的目的和意义  7
  1.2 微小机床的国内外研究现状  7-12
  1.3 本课题的研究内容  12
  1.4 本论文的研究路线  12
  1.5 本章小结  12-13
第二章 微小车削单元的结构设计  13-22
  2.1 微小车床的总体布局  13-14
  2.2 电主轴的结构设计  14-18
  2.3 直线进给系统的选择  18-19
  2.4 辅助系统的设计  19-20
  2.5 车床的整体结构设计  20-21
  2.6 本章小结  21-22
第三章 微小车削单元主要部件及整体的动态特性  22-45
  3.1 主轴单元静态特性的基本概念以及理论基础  22
  3.2 典型工艺参数下电主轴所受切削力的计算  22-23
  3.3 高速电主轴单元的静力学分析  23-24
  3.4 高速电主轴的模态分析  24-30
  3.5 电主轴的谐响应分析  30-32
  3.6 直线滚动导轨的模态分析  32-36
  3.7 滚珠丝杠副的静动态分析  36-39
  3.8 微小车削单元的静态分析  39-44
  3.9 本章小结  44-45
第四章 微小车床的结构优化  45-57
  4.1 结构优化简介  45-46
  4.2 中心架的拓扑结构优化  46-50
  4.3 床身的结构优化  50-56
  4.4 本章小结  56-57
第五章 优化后微小车床的动态特性  57-60
  5.1 优化后微小车床的模态分析  57-59
  5.2 本章小结  59-60
总结与展望  60-62
致谢  62-63
参考文献  63-64

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中图分类: > 工业技术 > 金属学与金属工艺 > 金属切削加工及机床 > 车削加工及车床（旋床）
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