数控倒角机床刀架动静态分析及优化设计(含CAD图)

数控倒角机床刀架动静态分析及优化设计(含CAD图)(开题报告,论文说明书14600字,CAD图1张)
摘要
刀架的动静态特性和性能对机床整机的加工精度，稳定性和抗振性具有重要影响，是优化设计的关键零部件。本文以数控倒角机床刀架为研究对象，结合理论分析和有限元仿真分析，并且结合实际情况对数控倒角机床刀架进行轻量化设计。本文的研究主要包含以下4个部分：
（1）三维建模。采用Solidworks软件，建立刀架的三维模型，保持滑块的相对位置不动，可以拖动滑块查看刀架的运动路径。
（2）动静态特性分析。依据所建立的三维模型，确定好刀架在加工时的载荷、边界条件、选取分析参数，对上述模型进行动静态特性分析。
（3）结构优化。确定倒角机刀架所要优化的尺寸和位置，并且确定好目标函数和限制条件，在优化之前需要在三维模型里面建立全局变量，导入AnsysWorkbench中变成可识别的参数。
（4）结果验证。将尺寸圆整修改后的刀架模型再次分析验证是否满足预期目标，比如质量和低阶固有频率是否减小。

关键词：刀架静态分析模态分析结构优化
Dynamic and static analysis and optimization design of CNC chamfering machine tool rest
ABSTRACT
The dynamic and static characteristics and performance of the tool holder have an important influence on the machining precision，stability and vibration resistance of the machine tool and are the key components for optimal design.This article takes the numerical chamfering machine tool holder as the research object，combines the theoretical analysis and the finite element simulation analysis，and combines the actual situation to carry on the lightweight design to the numerical control chamfering machine tool holder. The research in this article mainly includes the following four parts：
(1) Three-dimensional modeling and simulation. Using solidworks software，a three-dimensional model of the tool holder was established. The relative position of the slider was maintained， and the slider could be dragged to view the motion path of the tool holder.
(2) Analysis of static and dynamic characteristics. According to the established three-dimensional model，the load，boundary conditions，and analysis parameters of the tool holder are determined，and the dynamic and static characteristics of the model are analyzed.
(3) Structural optimization. Determine the size and position of the chamfering tool holder to be optimized，and determine the objective function and constraints. Before optimization，global variables need to be created in the 3D model andimported into the Ansys Workbench to become recognizable parameters.
(4) Verification of results. The tool holder model modified by rounding the dimensions is again analyzed to verify whether it meets the intended target.
Keywords：modelingstatic analysismodal analysistool holder optimizatio
 

目录
摘要    I
ABSTRACT    II
第一章    绪论    1
1.1课题来源    1
1.2课题研究的背景和意义    1
1.3数控铣床刀架的研究发展概况    3
1.3.1刀架的动态特性    3
1.3.2刀架的静态分析    4
1.3.3刀架结构的优化设计    5
1.4课题主要的研究内容    6
1.5本章小结    9
第二章刀架的静态分析    10
2.1刀架有限元静态分析简介    10
2. 1.1静态分析介绍    10
2.1.2静态分析边界条件的介绍    10
2.2切削力的计算和刀架受力点    11
2.2.1切削力计算    12
2.2.2确定刀架的受力点    12
2. 3刀架静态分析    13
2.3.1建立刀架三维模型    13
2.3.2设置材料库和材料属性    14
2.3.3网格的划分    15
2.3.4施加载荷和约束条件    16
2.3.5静态分析分析结果处理    16
2.4  本章小结    18
第三章刀架的模态分析    19
3.1.模态分析理论    19
3.2在有限元中的模态分析    20
3.2.1建立刀架有限元模型    20
3.2.2施加约束和求解    20
3.2.3模态分析处理结果    21
3.3 模态结果分析    23
3.4 本章小结    24
第四章刀架的优化设计    25
4.1优化设计概述    25
4.2确定刀架优化的三要素    26
4.2.1刀架的目标函数    26
4.2.2选择参数变量    26
4.2.3变量的约束    28
4.3刀架尺寸的优化    28
4.3.1设置全局变量    28
4.3.2灵敏度分析    28
4.3.3刀架尺寸优化求解    29
4.4刀架优化结果验证    30
4.5 本章小结    32
第五章结论与展望    33
5.1研究总结    33
5.2研究展望    33
参考文献    35
致谢    37