五坐標加工弧面凸輪數控銑床的虛擬樣機研究與開發(fā).pdf

1、本文在詳細分析了弧面凸輪機構的特點與發(fā)展、以及弧面凸輪加工專用數控機床的現狀的基礎上，根據弧面凸輪的加工特性，研究開發(fā)具有雙回轉坐標的專用數控設備，提出了重新開發(fā)和研制新一代加工弧面凸輪的專用數控機床的必要性。根據已有的設計理論及發(fā)展狀況，參考已經成熟的經驗和理念，針對當前國內弧面加工凸輪專用數控銑床的缺陷，提出了加工弧面凸輪專用數控機床的兩種方案，通過論證比較，選擇了較為合理的方案。并對于工作臺大角度擺動引起的干涉問題、機床整體結構剛

2、度問題等有關技術難點，制定了相應的技術路線，完成了一種新型的可實現弧面凸輪加工的五坐標專用數控銑床的方案設計與結構設計，進行了零部件、總裝配三維實體造型和虛擬樣機開發(fā)，該機床目前在國內屬于首創(chuàng)。 弧面凸輪機構是一種高速、高精度空間垂直軸傳動的分度機構，它具有良好的運動特性和動力特性，但由于凸輪工作曲面輪廓要求精度高，形狀較復雜，故其加工制造難度較大，需要用具有雙回轉坐標、且在空間位置有特定要求的數控設備來加工。目前，從國內加工弧

3、面凸輪專用數控銑床的情況來看，高精度弧面凸輪加工的專用數控機床普遍存在一定的缺陷，有待進一步發(fā)展和改進。因此有必要重新開發(fā)和研制新一代加工弧面凸輪的專用數控機床。 本銑床屬于五坐標專用數控銑床，應能滿足各種弧面凸輪加工的要求，且具有加工精度高、加工質量穩(wěn)定、生產率高、操作方便舒適的特點。 1、在對弧面凸輪機構運動原理進行詳細分析的基礎上，并應用模塊化、宜人化以及綠色設計思想，提出了立式和臥式兩種設計方案。經過對比分析選定

4、了總體設計方案。同時，針對所選總體設計方案，提出了主要技術難點，并制定了技術路線。 2、在仔細分析了相關床身的結構以后，對床身進行了結構設計。 3、對機床的主軸系統(tǒng)部件進行了設計，確定了主軸箱和主軸箱的豎直運動的結構。 4、對機床系統(tǒng)附件進行了設計與選用，確定了相關附件的結構。采用了新型滾珠絲杠專用軸承，即用接觸角為60°的角接觸球軸承支承滾珠絲杠，提高了支承剛度及軸向承載能力。 5、按照總體方案要求，初

5、步選定采用BEIJING-FANUCOi系統(tǒng)作為本機床的控制系統(tǒng)。并對該系統(tǒng)功能進行了一定的介紹。 6.對零件的三維設計、部件的三維設計進行說明，介紹了運動仿真和運動分析工作流程，對總裝配圖設計和虛擬樣機設計進行了說明。 7.由于本次設計主要采用模塊化設計，關鍵附件都可以作為子模塊選用，因此可以大大降低開發(fā)、制造成本，估計可以控制在100萬元以內。同時，可以大大縮短制造周期、降低制造難度。 弧面凸輪加工專用數控銑