加工中心在機械加工領域越來越重要，加工中心機床上所用的夾具的作用 也隨之擴大,。加工中心夾具的快速發(fā)展使得這類夾具的分類細化,，由于此類機床要求的精 度較高,，所以要求機床的各個部件也需要在結構和功能上到達一定的精度，傳統(tǒng)夾具工裝 設計在當今時代不能滿足要求,，數(shù)字化技術的實施,，使得加工中心機床及夾具都邁向了一 個新的臺階，替代傳統(tǒng)的工裝設計已是歷史的必然,。數(shù)字化裝配及仿真具體能解決加工中 心夾具的以下問題：
本論文基于PDM環(huán)境對加工中心類夾具進行建模分析,、裝配仿真、數(shù)據(jù)管理,。完 成產(chǎn)品從設計到成品管理的流程,。對于現(xiàn)代制造企業(yè)的制造生產(chǎn)管理及數(shù)據(jù)保密有很好的 指導作用。
機床的靜態(tài)特性只能反映把所受到力作為靜力考慮時機床抵抗變形的能力,，但 是,，為了適應機床的高速化，智能化發(fā)展,，僅僅研宄它的靜剛度是遠遠不夠的,。機 床是一個彈性系統(tǒng)，在一定條件下,，例如受外界切削力變化及機床本身不平衡旋轉 部件產(chǎn)生的慣性激振力的作用會使機床產(chǎn)生劇烈的振動[33],。
本章首先建立橫梁導軌的有限元模型，并對其進行靜態(tài)分析和補償,，得到變形 曲線和補償曲線,。在此基礎上對導軌進行熱分析，得到穩(wěn)態(tài)溫度場和瞬態(tài)溫度場,， 并將熱分析結果與靜態(tài)分析結果對比,，發(fā)現(xiàn)溫度場變化引起的熱變形對于橫梁系統(tǒng) 變形的影響不能忽略，并且導軌溫度場對結構性能影響較大,，熱變形產(chǎn)生的誤差應 該是加工中需要考慮的誤差,。最后，分析影響導軌變形的因素,，通過合理的選擇對 流換熱系數(shù)和進給速度,，從而有效的減少熱變形和溫升，減少加工過程中的誤差,， 提高加工精度,。
FMECA分析包括故障模式影響分析（FMEA)和危害性分析（CA)兩個步驟。 FMEA又包括故障模式分析,、故障原因分析,、故障影響分析、故障檢測方法分析與補償 措施分析等步驟。故障模式分析是找出系統(tǒng)中每一產(chǎn)品（或功能,、生產(chǎn)要素,、工藝流程、 生產(chǎn)設備等）所有可能出現(xiàn)的故障模式,。故障原因分析是找出每一個故障模式產(chǎn)生的原 因,。故障影響分析是找出系統(tǒng)中每一產(chǎn)品（或功能、生產(chǎn)要素,、工藝流程,、生產(chǎn)設備等) 每一可能的故障模式所產(chǎn)生的影響，并按這些影響的嚴重程度進行分類,。故障檢測方法 分析是分析每一種故障模式是否存在特定的發(fā)現(xiàn)該故障模式的檢測方法,，從而為系統(tǒng)的 故障檢測與隔離設計提供依據(jù)。補償措施分析是針對故障影響嚴重的故障模式,，提出設 計改進和使用補償?shù)拇胧?/section>
針對VMC650加工中心搭建的軟件平臺共收錄了 1600多條FMECA故障數(shù)據(jù),，軟 件內(nèi)部涉及的子系統(tǒng)如圖2.3所示。其中,，各個子系統(tǒng)下又有部件的分層,，例如工作臺 子系統(tǒng)又包括工作臺擺動系統(tǒng)、工作臺轉動系統(tǒng),，換刀系統(tǒng)又包括刀庫,、刀架，輔助系 統(tǒng)包括潤滑,、測量等下級子系統(tǒng),。
精密復合式鏜銑加工中心作為機械制造生產(chǎn)中的大型基礎設備，其在航空,、 航天、船舶,、汽車,、發(fā)電裝置、軍工等領域的產(chǎn)品制造中占據(jù)著重要地位,，機床 的加工精度和加工效率將直接影響到終端產(chǎn)品的質量和成本,。本文在綜合分析國 內(nèi)外鏜銑床的結構特點和先進技術的基礎上，通過組合創(chuàng)新與工藝原理性創(chuàng)新相 結合,，研發(fā)出擁有自主知識產(chǎn)權,、國內(nèi)外領先的精密復合式鏜銑加工中心，研究 并解決了在結構設計中的幾個關鍵問題,，具體的解決方法及結果如下：
本章介紹了“精密復合式鏜銑加工中心的開發(fā)與研究”課題來源與研究背景,， 在明確本文所研究的復合式鏜銑加工中心的基礎上，介紹國內(nèi)外復合式加工中心 產(chǎn)品和其關鍵技術，比較國內(nèi),、外先進技術水平的差距,，闡述了研究高精密復合 式鏜銑加工中心產(chǎn)品和關鍵技術的意義及重要性，且提出本論文的主要研究內(nèi)容,。
精密復合鏜銑加工中心要具有高速,、高精度的切削性能，加工中心的主軸及 主軸箱,、進給系統(tǒng)和回轉工作臺等部件的結構設計是關鍵難點,。這包括如何使加 工中心在進給過程中產(chǎn)生的振動最小，如何設計高速,、高精度的滾珠絲杠轉動進 給系統(tǒng),，如何設計高精度回轉工作臺等，本課題所研制的復合式鏜銑加工中心CAD 結構模型如圖3.1所示,。
可靠性分配技術己經(jīng)發(fā)展了很多年,，在很多領域取得了比較顯著的成果，比如電子 設備的可靠性分配技術己經(jīng)應用的很廣泛了,。但是因為加工中心具有其特殊性,，因此要 選擇與其相匹配的可靠性分配方法。在進行可靠性分配前,，還要對加工中心做一些基礎 性分析,。