开题报告 - 回转工作台.doc

上海电机学院 毕业设计（论文）开题报告 课题名称 回转工作台的结构设计 与有限元分析 学 院 机械学院 专 业 机械设计制造及其自动化 班 级 学 号 姓 名 指导教师 定稿日期： 2011 年 12月 21 日 回转工作台的结构设计与有限元分析 1 选题背景及其意义 近年来，随着我国国民经济的迅速发展和国防建设的需要,对高档数控机床提出了急迫的大量需求。机床制造业是一国工业之基石,它为新技术、新产品的开发和现代工业生产提供重要的手段,是不可或缺的战略性产业。即使是发达工业化国家,也无不高度重视。机床是一个国家制造业水平的象征[11]。而卧式加工中心是一种备有刀库并能自动更换刀具对工件进行多工序加工的数控机床，是典型的集高新技术于一体的机械加工设备。它的发展代表了一个国家的设计、制造水平，并渗透到现代加工的各个部门。 数控回转工作台是一种可以实现圆周进给和分度运动的工作台，它常被使用于卧式的镗床和加工中心上，回转工作台可以与X、Y、Z三个坐标轴联动，从而加工出各种球、圆弧曲等。回转工作台可以实现精确的自动分度，扩大了数控机床加工范围ANSYS平台针对工作台进行刚度分析，找出了工作台的最大应力、应变部位，并对其刚度进行校核计算。 2 文献综述（国内外研究现状与发展趋势） 2.1国内外数控回转工作台的研究现状 2.1.1国内研究现状 当前，国产五轴联动数控机床在品种上已经拥有立式、卧式、龙门式和落地式的加工中心，适应不同大小尺寸的杂零件加工，加上五轴联动铣床和大型镗铣床以及车铣中心等的开发，基本涵盖了国内市场的需求。精度上，北京机床研究所的高精度加工中心、宁江机械集团股份有限公司的NJ25HMC40卧式加工中心、和交大昆机科技股份有限公司的TH61160 卧式镗铣加工中心都具有较高的精度，可与发达国家的产品相媲美。在产品市场销售上，江苏多棱、济南二机床、北京机电研究院、宁江机床、桂林机床、北京一机床等企业的产品已获得国内市场的认同。数控回转工作台已广泛应用于数控机床和加工中心上回转工作台配套件在产品质量、性能、结构创新、品牌信誉、外观造型、精度稳定性等方面与发达国家相比都存在一定的差距，但在产品的价格、交货期和售后服务上占有较大的优势。 有限元分析方面，四川大学制造科学与工程学院的秦柱学，殷国富，陈珂，周军，骆军军等人基于ANSYS平台针对THS6350高速卧式加工中心回转工作台进行刚度分析 找出了工作台的最大应力，应变部位，并对其刚度进行了校核计算。 该回转工作台能连续分度 在其圆周方向有进给运动和分度运动，其内部结构复杂 零部件较多，分析建模时有必要合理简化。建模时把内部靠螺栓连接的小零部件都固连在一起，工作台可简化为通过与床身连接的4颗紧固螺钉所固定的转台座和在蜗轮的带动下作回转运动的转动台组成，转动台与转台座之间通过圆柱滚子轴承连接[12]。 2.1.2国外研究现状 国外五轴联动数控机床是为适应多面体和曲面零件加工而出现的。随着机床复合化技术的新发展，在数控车床的基础上,又很快生产出了能进行铣削加工的车铣中心。五轴联动数控机床的加工效率相当于两台三轴机床，有时甚至可以完全省去某些大型自动化生产线的投资,大大节约了占地空间和工作在不同制造单元之间的周转运输时间及费用。-30?/+180?（0?=立式/180?=卧式），回转速度30r/min。[2] 图2-1 2.2国内外数控回转工作台的发展趋势 目前数控回转工作台已广泛应用于数控机床和加工中心上，它的总的发展趋势是1．在规格上将向两头延伸，即开发小型和大型转台；2．在性能上将研制以钢为材料的蜗轮，大幅度提高工作台转速和转台的承载能力；3．在形式上继续研制两轴联动和多轴并联回转的数控转台。数控转台的市场分析：随着我国制造业的发展，加工中心将会越来越多地被要求配备第四轴或第五轴，以扩大加工范围。估计近几年要求配备数控转台的加工中心将会达到每年600台左右。预计未来5年，虽然某些行业由于产能过剩、受到宏观调控的影响而继续保持着较低的行业景气度外，部分装备制造业将有望保持较高的增长率，特别是那些国家产业政策鼓励振兴和发展的装备子行业。作为装备制造业的母机，普通工机床将获得年均15％－20％左右的稳定增长。精密回转工作台对功能部件的依赖性越来越大。从某种程度上讲，功能部件的发展水平代表了主机的发展水平，其可靠性、先进性尤