2.2.4大型缸套专用立式车床动横梁及中心架组件三维建模-11

2.3 本章小结-14

第三章 大型缸套专用立式车床定横梁组件有限元静力学分析15

3.1 有限元分析概念和分析步骤-15

3.1.1 有限元分析基本理念15

3.1.2 有限元法分析基本步骤14

3.2 静力学有限元分析基础-16

3.2.1 弹性力学基础16

3.2.2 弹性力学基本方程17

3.3 有限元法求解问题的基本步骤-22

3.4 几何建模及对模型的假设-22

3.5 几何模型的导入-23

3.6 定义单元属性-23

3.7 划分网格-23

3.8 施加边界条件和载荷-24

3.8.1 切削力的来源和分解24

3.8.2 切削力计算25

3.8.3 定横梁的受力分析25

3.8.4 施加边界条件和载荷25

3.9 求解计算及结果分析-26

3.9.1 滑枕位于定横梁左极限位置刚度分析及应力分析26

3.9.2 滑枕位于定横梁中部位置刚度分析及应力分析29

3.9.3 滑枕位于定横梁右极限位置刚度分析及应力分析32

3.10 本章小结35

结 语36

致 谢37

参考文献38

第一章 绪论

1.1课题研究背景及意义

    数控机床简称数字控制机床，是一种装有程序控制系统的自动化机床。该控制系统能够逻辑地处理具有控制编码或其他符号指令规定的程序，并将其译码，从而使机床动作并加工零件。数控机床又叫CNC（Computerized Numerical Control）机床。Computerized 是以计算机控制, Numerical Control 是数字控制,所以数控机床又可解释为由计算机控制带有数字程序处理功能的机床。

1.1.1 数控机床的产生及发展

（一）产生：

    随着科学技术的发展，机械产品结构越来越合理，其性能、精度和效率日趋提高更新换代频繁，生产类型由大批大量生产向多品种小批量生产转化。因此，对机械产品的加工相应得提出了高精度、高柔性与高度自动化的要求。数字控制机床就是为了解决单件、小批量、特别是复杂型面零件加工的自动化并保证质量要求而产生的。

    1948年，研制飞机螺旋桨叶片轮廓样板的加工设备的美国帕森斯公司【1】发现，由于一般设备难以适应复杂多样、精度要求高的样板形状加工，于是提出计算机控制机床的设想。1949年，帕森斯公司和美国麻省理工学院伺服机构研究室合作，并于1952年成功试制第一台由大型立式仿形铣床改装而成的三坐标数控铣床【2】，它综合应用了电子计算机、自动控制、伺服驱动、精密检测与新型机械结构等多方面的技术成果，可用于加工复杂曲面零件，不久即开始正式生产。

    数控机床的发展先后经历了电子管（1952年）、晶体管（1959年）、小规摸集成电路（1965年）、大规模集成电路及小型计算机（1970年）和微处理机或微型机算机（1974年）等五代数控系统。

（二）数控机床的发展趋势

   数控机床的控制系统得益于着微电子技术、软件技术和计算机技术的迅速发展，日益趋向于多功能化和小型化，具备完善的自诊断功能；可靠性也大大提高；将普遍实现能自动编程的数控系统。在未来，数控机床的种类将就来越多，自动化程度将越来越高，并通过添加多种监控功能，从而形成一个柔性制造单元，更加便于纳入高度自动化的柔性制造系统中。

（1） 高速化 ：采用高速的32位以上的微处理器，可提高数控系统的分辨率及实现连续小程序段的高速、高精加工。日本产的FANUC15系统开发出64位CPU系统，能达到最小移动单位0.1um时，最大进给速度为100m/min。