大功率、大扭矩摆角铣头是大型数控机床的重要功能部件,摆角铣头的特点是：大扭矩(旋转1800NM,摆动7400NM),大功率(35KW),双传动链(摆动链和旋转链)传动,结构紧凑复杂。摆角铣头的加工对象是大型自由曲面叶片,要求采用双铣头五轴联动加工。本课题的意义在于充实我国数控机床及其功能部件数字化分析、建模、仿真及优化方面理论,以铣头为突破口,提供其他功能部件分析研究的思路、方法；为北京第一机床厂摆角铣头的优化设计与结构改进提供理论依据,提高数控装备制造业的技术自主创新能力和核心竞争力。 课题分析研究摆角铣头结构特性及其仿真。主要进行摆角铣头的实体建模分析、有限元建模分析、铣头内部传动链的分析与计算、铣头静力特性分析、铣头静刚度分析、铣头模态分析等相关内容。通过Pro/E Wildfire3.0对铣头进行实体建模,在不影响分析结果的前提下对模型进行必要简化,导入有限元分析软件ANSYS9.0建立有限元模型。分析两条传动链的传动特点,根据给定功率和扭矩等参数,进行逆算,算出各传动副结合部位的受力大小,为静力特性分析奠定基础。接下来进行静力分析、刚度分析、模态分析,确定铣头主要零件及整体变形、动态特性,特别是铣头刚性最薄弱的部位。 论文阐述了铣头的结构特点、工作原理,基本参数和建模。根据铣头的工作原理,分析了铣头的传动特点,建立了铣头传动链模型；分析了铣头各零件和铣头整体的受力特点,对铣头主要零件和整体结构进行了静力分析,得到了应力分布云图,分析了铣头主要零件和整体的应力分布规律。同时进行了刚度分析,得到了铣头主要零件和整体的变形云图,并计算了刚度值。对铣头主要零件和整体进行模态分析,得到铣头的前六阶固有频率和振型,通过对前六阶振型的研究,可以识别出结构中存在的主要薄弱部位。这些分析,为铣头结构的改进和优化提供依据。