摘要:由于以钛合金，镍基高温合金为代表的难以加工的材料，在航天、航空以及航海等领域的应用越来越广泛。但是由于这些材料的切削加工性能比较差，而且加工质量比较难以保证，以及其加工效率也很低，并且容易导致刀具的使用寿命也降低了。为了解决以上问题，车铣复合加工通过工件和铣刀的共同旋转来实现工件的加工，有利于降低切削温度和切削力，挺高刀具寿命和加工效率。

基于上述原因本次毕业设计对可升降动力刀架装置进行设计，其主要结构包括四大部分：固定装置、上下移动装置、主轴组件以及刀架装置。

在做本次设计之前,首先查阅与本次设计有关的资料，以便于更好地理解和掌握其发展现状、趋势等内容。确定本次设计的可升降动力刀架装置的总体设计方案，对总体方案中涉及到的主轴、底座、移动板等主要零部件，进行设计、计算与校核。对电动机、轴承等标准件进行相应的选择与确定。最后一步就是通过电脑绘图软件将设备的三维立体图纸画出来。然后再用CAD将它的一些图纸都画出来，并且对重要零件进行有限元分析。

通过本次设计的适用于车铣加工的可升降动力刀架装置，具有以下优点：各零部件空间布局紧凑，各零部件加工方便，装配容易，成本较低，可以承受轴向力，满足中载、中高速的加工需求。

 

关键词 可升降；动力刀架；结构设计与仿真；车铣复合

 

目录

摘要

Abstract

1 绪论-1

1.1 本课题研究的背景及意义-1

1.2 复合加工的概述-1

1.2.1 复合加工技术的发展历程-1

1.2.2 复合加工机床的发展历程-1

1.2.3 复合加工机床的研究现状-2

1.2.4 复合加工机床的发展趋势-2

1.3 车铣复合加工的概述-3

1.3.1 车铣复合加工的定义-3

1.3.2 车铣复合加工的应用-3

1.3.3 车铣复合加工的优势-4

1.4 本课题研究的内容及研究路线-4

1.4.1 课题研究的内容-4

1.4.2 课题研究的技术路线-5

2 总体方案的设计与确定-6

2.1 升降动力刀架装置工作原理的确定-6

2.2 固定装置工作原理的确定-7

2.3 上下移动装置工作原理的确定-7

2.4主轴组件工作原理的确定-7

2.5 刀具装置工作原理的确定-7

3 固定装置的设计与计算-9

3.1 车床托板的设计与计算-9

3.2 底座的设计与计算-10

3.3 螺栓螺母的选择与校核-10

4 上下移动装置的设计与计算-12

4.1 移动板的设计与计算-12

4.2 螺纹杆的设计与计算-13

4.3 轴承的选用和校核-14

5 主轴组件的设计与计算-16

5.1 伺服电机的选择与确定-16

5.2 电机带轮的设计与计算-17

5.3 主轴带轮的设计与计算-18

5.4 主轴的设计与计算-19

5.5 同步齿形带的选择与确定-21

5.6 轴承座轴承盖的设计与计算-21

5.7 轴承的选用与校核-21

5.8 键的选用与校核-22

6 刀具装置的设计与计算-24

6.1 刀套的设计与计算-24

6.2 弹簧夹头的设计与计算-24

6.3总装图-25

7.基于ABAQUS的有限元分析-26

7.1 ABAQUS的概述-26

7.2基于ABAQUS静力分析-27

7.2.1启动ABAQUS-27

7.2.2导入部件-27

7.2.3创建材料和截面属性-28

7.2.4定义装配件-29

7.2.5设置分析步-29

7.2.6定义边界条件和载荷-30

7.2.7划分网络-30

7.2.8提交分析作业-32

7.2.9结果分析处理-33

7.3基于ABAQUS模态分析-33

7.3.1导入部件-33

7.3.2创建材料和截面属性-34

7.3.3定义装配件-35

7.3.4设置分析步-36

7.3.5定义边界条件-37

7.3.6划分网络-37

7.3.7提交分析作业-39

7.3.8结果分析处理-40

结论-43

致谢-44

参考文献-45