双立柱立卧两用机床结构设计与控制系统开发

作     者：冯勇通 

作者单位：吉林大学 

学位级别：硕士

导师姓名：张雷;孙文生

授予年度：2019年

学科分类：08[工学] 080202[工学-机械电子工程] 0802[工学-机械工程] 0835[工学-软件工程] 080201[工学-机械制造及其自动化] 

主      题：双立柱 立卧加工 快速换刀 数控系统 

摘      要：自从机床工业诞生以来,就受到了各个国家的重视,在世界各国纷纷努力振兴制造业的大环境下,机床工业的发展更是尤为重要,各国都争相发展机床工业,尤其是在高端机床的发展上面,竞争非常激烈,高端机床的设计制造技术已经成为了国家的一种战略储备。改革开放以来我国经济的迅猛发展以及科技水平的不断提高,促使我国的机床产业也在快速的发展。机床工业的发展可以直接影响到我国整个制造业乃至国防军工等领域的发展。到目前为止,我国已经成为世界上第一机床生产大国。但是在高端数控机床尤其是复合加工中心的领域,我国与发达国家还存在差距。本文针对这样的问题,开发了一款主要针对箱体类零件加工的双立柱立卧两用机床。根据箱体类零件的加工要求,明确了两个三轴联动的工作模式,提出了机床主体结构的设计方案,对机床的主体结构进行了设计,包括床身、立柱、主轴箱体等结构。根据机床的实际工作、受力情况,对机床所使用的相关构件进行了选型与校核计算。主要包括运动系统的选型校核,自动换刀系统的选型与调试,行程开关、油冷机等部件的选型工作。对机床的关键部件以及整机基于ANSYS Workbench15.0进行了静、动力学分析。静力学分析中,主要分析了关键部件以及整机的应力、应变情况;动力学分析,主要对机床模态分析,提取了机床前六阶固有频率和振型。根据机床的功能要求,完成了整机控制系统的开发。完成了控制系统的选型与搭建,并对机床主电路以及控制电路进行设计,最后设置了相关的控制参数,实现了复合自动化加工的要求。