本课题主要研究了用于清理铝水抬包中残渣的专用铣床的设计问题。运用金属切削加工原理,提出了适用于清理铝水抬包专用铣床的具有切削倾角、行星运动的复合盘状铣刀的机构。分析并确定了铣刀盘的倾角、螺旋升角及机床切削功率和切削力等问题。运用CAE技术对所设计的回转体结构进行三维建模和有限元分析。采用现代设计方法对机床进行了结构设计和模态分析,床身的动态性能符合要求。本文首先从铝水抬包的结构组成,铝渣在抬包中的分布位置和形状入手,广泛收集同类机械产品或相近设备的技术资料,提出并分析、讨论了五个总体方案,利用计算机三维建模与运动仿真的优势,最后确定机械结构总体方案设计。此专用铣床根据金属切削加工的原理,采用了3把带一定倾角的盘状铣刀作为切削刀具,铣刀盘作行星运动,既有自转,又有公转。其中2个大铣刀盘对称布置在圆周上,可用来切削包壁和大部分包底,另外一个小铣刀盘偏心布置在旋转中心处,用于切削抬包底部中心部位的铝渣的清理。铣床主轴的旋转及刀具的自转分别采用液压马达驱动。抬包被两根钢带通过液压缸卡紧在工作台上,工作台进给则由伺服电机带动滚珠丝杠旋转来实现。在设计过程中,通过研究铣削形式,分析了用三把铣刀的优势,确定了刀盘直径、相互位置关系和刀盘的倾角。按照一个抬包清理时间在2小时以内的要求,计算抬包的进给速度、铣刀自转速度、公转速度和功率消耗,并计算了切削力。利用CAE技术的优势,对主要受力零件——回转结构体的结构刚度和强度进行了有限元分析,确定最佳方案。通过模态分析得出了机床的各阶模态振型和固有频率。本课题设计的专用抬包清理铣床具有结构巧妙、新颖,工作效率高的特点,在提高清理质量,降低劳动强度,降低生产成本等方面有很大的意义。