论文总字数：24418字

摘 要

近年来，随着数控机床向高速、高效、高精、柔性化、环保等方面迅猛发展，用户对数控转台的需求也越来越迫切。同时，对数控转台的快速选型尤为重要。为此，设计数控转台型软件是一件很有必要的工作。选型软件的开发简化了实际应用过程中选型的繁杂步骤，在很大程度上节约了时间。

本文的工作主要包括以下几点：

1.根据数控转台的结构，完成了数控转台的蜗轮、工作台面、装配图的绘制；结合机械设计手册，完成了成形铣时铣削力和铣削功率的计算，并对转台进行受力分析，对提高转台的承载特性具有一定的指导意义。

2.通过Pro/E进行三维建模，并利用ABAQUS软件分析了转台的刚性和模态特性，得出不同阶数的转台固有频率和振形，验证转台结构性能。

3.据转台的参数，利用Microsoft Access建立数据库。采用Visual Basic编程语言编写转台选型软件，最终实现快速选型功能。

关键词：数控转台 有限元 模态分析 数据库

The design of software for the selection of NC rotary table

Abstract

Recently, with the rapid development of NC rotary table to high speed, high efficiency, high precision, flexibility, environmental protection and so on, the demand of rotary table is becoming more and more urgent. Therefore, it is necessary to design a software for the selection of NC rotary table. The development of the selection software will simplify the practical application process and save much time.

The main tasks of this paper as follows:

1.According to the general requirements on the rotary table, the drawing of the turbine, the table and the assembly have be finished. Then, analysing the stress and with the help of the mechanical design manual, calculate the milling force and the power of the milling,which is important to the NC rotary table.

2. Major parts of the rotary table have been molded in Pro/ E software and the stiffness as well as Modal Analysis about them were carried out in ABAQUS software, which will verify the performance of the rotary table.

3.According to the parameters of the NC rotary table, using Access Microsoft to establish the database and use the Basic Visual programming language to achieve the goal of selection.

Key Words:NC rotary table; Finite Element Analysis; Database; Modal Analysis

目 录

摘 要 I

Abstract II

第一章 绪论 1

1.1 引言 1

1.2 国内现状 2

1.3 本文的研究内容 3

第二章 铣削力、铣削功率计算及转台承载分析 4

2.1高速铣齿机床铣削参数 4

2.2铣削力、铣削功率的计算方法 4

2.2.1计算铣削功率 4

2.2.2计算铣削力 5

2.3 刚性分析 6

第三章 有限元模态分析 10

3.1有限元模态分析理论 10

3.2 建立有限元模型的原则 11

3.3模型分析的一般步骤 11

3.4转台模态分析 12

3.4.1自由模态分析 12

3.4.2约束模态分析 13

第四章 数控转台选型设计软件开发 15

4.1软件设计说明 15

4.1.1软件开发概述 15

4.1.2软件设计 18

4.1.3软件开发流程 19

4.2软件使用说明 30

4.2.1简介 30

4.2.2功能介绍 31

4.2.3具体操作 34

第五章 总结 35

参考文献 36

附录A 38

附录B 38

致　谢 42

第一章 绪论

1.1 引言

数控机床是现代机械制造业使用的主流设备, 数控回转工作台是实现零件分度加工的重要附件, 用于各种圆弧加工、与直线坐标进给联动进行曲面加工以及实现精确的数控分度。[1]

作为先进生产能力的代表，数控机床广泛应用于航空航天、军事工业以及国民经济各领域。数控转台作为数控机床的关键部件，其设计的成功与否，将直接影响到数控机床的整机性能和生产效率。同传统的蜗轮蜗杆副间接传动相比，直接驱动转台系统具有结构简单、加速度大、响应速度快以及定位精度高等优点,正在被应用于新的一代机床转台系统中。[2]为了使数控转台系统在受到切削力等干扰时还能保证加工质量并使系统具有足够的加工精度。我们要充分利用直接驱动高响应的优点，在保证系统稳定的同时,提高系统的系统刚度。

近年来，我国数控机床功能部件最初的发展模式，是两个途径并行发展的。一是像数控转台、动力卡盘、滚珠丝杠等是专业化附件生产厂家向数控附件产品发展；二是主机生产厂家自我研发配套功能性部件，如数控刀架，个别还有刀库、主轴等。[3]目前数控转台已经形成社会配套体系，这是市场经济发展的必然结果，也是提高产品水平、缩短交货期、降低成本和做大规模的必由之路，专业化生产和社会化协作应是我国数控附件发展的方向。

数控转台是一种重要的机床附件，它的应用为机床提供了回转坐标，通过第四轴、第五轴驱动转台完成等分、不等分或连续的回转加工，使客户加工复杂曲面变成可能，扩大了机床的加工范围。[4]近年来，随着国产数控机床向高速、高效、高精、柔性化、环保方面迅猛发展，用户对数控转台的需求也越来越迫切。

根据实际业务管理的需要，对硬件、软件及所要用到的技术进行规格选择是一件很必要的工作。为了达到这一目的，了解转台的结构和受力情况尤为重要。本文以成形铣削齿轮为例，计算其铣削力和铣削功率并施加在某一直径为两米的转台上，对其进行受力分析，提高转台的承载能力，并且运用模态分析理论和有限元理论，建立了转台结构的有限元模型。在对有限元模型进行计算的基础上，通过云图分析了解转台的受力情况，得出固有频率和振形。

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