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本文围绕江苏省十五攻关项目“高速五坐标龙门加工中心开发”和“高速高精度数控车床”的开发两个课题而进行的,对新一代大型五坐标龙门加工中心的仿真分析。论文首先运用三维造型软件Pro/E建立了大型五坐标龙门加工中心整机及主要零、部件的CAD/CAE模型,然后通过Pro/E与ADAMS之间的接口模块ADAMS/Exchange,将模型输入到ADAMS中,得到了高速龙门式加工中心的虚拟数字模型,为动力学仿真分析奠定了基础。
根据多刚体运动学与动力学理论,对高速机床的虚拟样机模型进行运动学和动力学的仿真分析。运动学分析部分主要完成了运动规律检验和速度、行程检验。在动力学分析部分,探讨了如何选择电动机,以满足机床进给系统的加速度要求,动力学仿真分析部分完成了对启动力矩的检验,提出了提高加工中心进给加速度的一些措施。
机床进给系统刚度对系统的平稳性有较大的影响。本文给出了进给系统轴向刚度的解析表达式,并进行了分析计算,根据计算结果,提出了提高进给系统刚度的措施。并应用机械系统动力学分析软件ADAMS对机床的爬行问题和运动不平稳性进行了动力学仿真。根据滚珠丝杠传动系统的力学模型,通过比较多种影响机床爬行因素的参数方案,分析了机床的爬行问题,获得了最优结果。