数控毕业设计开题报告(2)

　　国内的机床结构优化设计主要是应用在刚度和强度分析方面。广西大学陈文锋、毛汉领“MXBS.1320型高速外圆磨床动态性能的试验研究‘’一文中，对  MXBS.1320型高速外圆磨床的动态性能使用脉冲激振法进行了试验研究，得到磨床前几阶模态的频率和振型图，寻找出机床振动的薄弱环节和主要振源，并提出一些机床改造的措施。此外还有对主要零部件进行有限元分析，优化零部件结构的设计[6].东南大学和无锡机床股份有限公司对内圆磨床M2120A床身结构进行有限元分析，得到床身前几阶的固有频率和振型，分析床身的内部筋板布置对结构动态特性的影响。张海伟，利用动态实验分析和理论模型分析两种方法对卧式加工中心的动态性能进行了分系，通过实验测试数据与理论计算结果对比分析，验证了理论模型的合理性，找出了机床的薄弱环节，并进行了结构优化。优化后分析结果证明机床结构的最大变形值都相应降低。陈庆堂，运用工程软件ANSYS的优化设计模块，根据主轴箱的实际工况及机床零件加工精度要求，在参数化建模及结构应力分析基础上，对XK713数控铣床轴箱结构以减轻重量为目标进行优化设计。通过优化设计及分析，主轴箱结构重量减轻了23.2%,三个方向上刚度和应力得到了合理的分布[7].东南大学机械工程系，利用有限元法对机床床身进行静、动态分析，并使用渐进结构优化算法对床身结构进行基于基频约束和刚度约束的拓扑优化，为ESO方法在机床大件结构拓扑优化中的应用做了有益的尝试。王艳辉、伍建国等人，在”精密机床床身结构参数的优化设计‘’一文中，在确定精密机床床身合理结构的基础上，利用ANSYS有限元软件提供的APDL参数化设计语言和优化设计方法，以床身的肋板布置和肋板厚度为设计参数，对床身进行结构设计参数的优化，确定了床身结构的合理参数。不仅大大提高了床身的动态性能：而且节省了材料，降低了生产成本[8].
　　
　　课题的主要内容：
　　
　　主要内容：
　　
　　1、 确定数控机床立柱体系结构的设计以及实现方案；
　　
　　2、 确立数控机床立柱系统中关键部分的数学建模（包括相应的G功能代码、几何仿真过程中能实现的M代码等）；
　　
　　3、 加工过程的动态建模；
　　
　　4、 分析并编写零件加工程序；
　　
　　5、 编制相应的仿真软件。
　　
　　研究方法、设计方案：
　　
　　1、研究方法：
　　
　　以WINDOWS为平台，以CAD软件为工作语言设计系统各个零件，在用UG绘制三维立体图，并对其进行装配，再用UG编写零件的加工程序，对其讲过仿真，实现数控代码的实时、动态的切削过程。
　　
　　2、设计方案：
　　
　　系统采用模块化设计，其总体结构方案如图1-1所示，各模块的功能如下：
　　
　　（1） 利用CAD软件对整个系统的零件进行设计。
　　
　　（2） 用UG对各个零件进行三维建模。
　　
　　（3） 装配各个零件，形成立柱的整体结构。
　　
　　（4） 检查装配中零件设计的合理性及建模的正确性。
　　
　　（5） NC程序：利用UG对零件进行三维建模，并用UG编写用于加工仿真的 程序。
　　
　　（6） 插补算法：采用逐点比较法对直线、圆弧进行插补运算。
　　
　　（7） 仿真显示：利用UG提供的建模环境建立毛坯和刀具，并显示刀具运动 轨迹。
　　
　　（8） 最后对编写的程序进行仿真，分析刀路及加工出的零件是否符合要求。
　　
　　完成期限和预期进度：
　　
　　① 毕业设计课题调研阶段：（第1~2周）：课题调研及文献检索、完成英文翻译；
　　② 毕业设计开题报告阶段：（第3~4周）：完成开题报告；
　　③ 毕业设计主要工作阶段：（第5~12周）；
　　（1）完成系统的总体规划。（第5~6周）；
　　（2）各零件的设计。（第7~9周）；
　　（3）数控仿真。（第10周）；
　　（4）完成设计说明书的撰写工作。（第11~12周）；
　　④ 毕业设计答辩阶段：（第13~15周）。
　　
　　主要参考资料：
　　
　　[1] Horrey, W. J., Alexander, A. L., Wickens, C. D., 2003, Doise Workload  Modulate the Effects of In-Vehicle Display Location on Concurrent   Drivinand Side Task Performance, Procs. of DSC.
　　[2]《现代实用机床设计手册》编委会。现代实用机床设计手册[M].北京：机械工业出版社，2006
　　[3]张良，杨为，陈小安，刘德永。CK6310型数控机床主轴箱动态特性研究[J].机床与液压，2008（3）：12-17
　　[4]邵蕴秋。ANSYS8.0有限元分析实例导航报[J].北京：中国铁道出版社，2004（2）：20-23
　　[5]张志文，韩清凯，刘亚忠。机械结构有限元分析[M].哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，2006
　　[6]胡国良，任继文。ANSYSll.0有限元分析入门与提高[M].北京：国防工业出版社，2009
　　[7]杨明亚，杨涛，汤本金，阴红，杨颖洁，周永良，卢灿举。机床立柱动态特性的分析
　　[8]郭策，孙庆鸿，蒋书运，陈南，朱壮瑞，秦绪柏，王金娥。高速高精度数控车床主轴系统的温度场建模与仿真[J]炜0造业自动化，2003（4）：5-9
　　[9]何发诚，海燕。CK53100数控单柱移动立式车床的技术性能与结构特点[J].产品与技术，2005（4）：10-20
　　[10]张兴朝，徐燕申。机床龙门式立柱结构参数化动态优选设计[J].吉林工业大学自然科学学报，2001（4）13-21