复杂箱体精密复合镗铣加工中心结构设计中若干问题研究之结 论
结 论一、本文主要研究结论与成果随着先进制造技术的发展，对于机械制造业来说，高性能的加工制造不仅是 高速，而是高效率和高质量，总体表现为一个中心（加工效率）和四项基本支持 技术（高速、高精、高可靠性和环保）。本课题所研制的精密复合式镗铣加工中 心是一种针对复杂箱体类零件加工并适应a前精工机床行业以高速化为先导、向 高效柔性化和高精化方向发展的重要精工机床。本论文的研究工作紧紧围绕箱体类零件加工和高精密加工技术特点，对复合 式镜统加工中心的结构设计中涉及的基本理论和关键技术包括机床的总体布局、 主要功能部件的结构设计和分析、镗铣床的滑枕挠度误差补偿研究、大型床身结 构设计与分析等进行了系统的研究。总结论文的研究工作，有以下主要结论：1.在分析论述国内外的立卧式加工中心总体布局的基础上，阐述了精密复合式 镗铣加工中心结构特点和技术要求，总结了各机床运动及运动分配形式的优缺点。 在分析了箱体类零件的结构特征和的基础上提出了将龙门式铣削加工中心和卧式 镗削加工中心相结合的双主轴复合化结构，该结构具有运动部件的轻质量、高刚 度特点。2.在分析论述国内外镗铣机床先进技术的基础上，提出了复合镗铣加工中心主 要功能部件具体结构形式，包括：重心驱动技术在镗削系统中的应用、高速与高 精度进给系统设计和精密回转工作台的设计，研究了重心驱动中双丝杠跨距的改 变对系统振动的影响，得出了随着丝杠跨度的增加，系统在相应阵型下的固有频 率也随之增加的结论，在此基础上确定了双丝杠跨距为500mm。3.利用有限元分析方法得到了复合式镗铣加工中心滑枕挠曲变形的随行程的 变化规律，计算出滑枕在******行程时的******挠曲变形量为86nm，为滑枕挠曲变形 补偿提供了量化依据。为了******限度地减小对滑枕运动的影响，提出了拉杆补偿 机构并将其安装在滑枕内部，通过机床的精工系统与伺服电液比例阀相结合，避 免了附加其他复杂的控制系统。拉杆补偿力可实现从零到******补偿力的无级加载， 加载补偿力后将******的挠曲变形控制在l(Vm之内，显著提高了机床的加工精度。4.通过有限元仿真分析和数值计算相结合的研究方法，较好地解决了复合式镗 铣加工中心滑枕的挠曲变形难题，减少调试阶段的大量实验工作，提高了产品的 开发效率，对机床的变形分析及补偿研究具有良好的参考价值。5.提出三种不同筋板布置型式的床身结构，通过有限元分析着重考察了筋板布 置型式以及筋板厚度对床身静动态特性的影响，研究表明：“井”字形筋板布局 具有良好的静动态特性，通过合理选择筋板的布置和筋板几何尺寸参数可提高床 身静动态性能，本文的研究结果可为机床床身及其他大件结构设计提供参考。二、有待进一步研究的工作本文对精密复合镗铣加工中心结构设计中的一些主要难点问题进行了研究和 解决，由于时间的紧迫，在结构设计中所遇到另外一些问题需要解决：1.高速铣削主轴箱在移动时，龙门横梁会有一个向下的弯曲变形，如何对横梁 进行预应力变形结构设计又是一个难点问题，需要进行理论研究。2.关于移动部件的结构设计，可以使用结构拓扑优化的方法，使得移动部件在 具有高的刚度之外，拥有最小的质量，使得部件在移动时的惯性力降为最低。
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