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《基于ANSYS Workbench的主軸箱有限元分析及優(yōu)化設(shè)計(jì).pdf》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫(kù)。
1、第3期組合機(jī)床與自動(dòng)化加工技術(shù)No．32012年3月ModularMachineTool&AutomaticManufacturingTechniqueMar．2012文章編號(hào)：1001—2265(2012)03—0017—04基于ANSYSWorkbench的主軸箱有限元分析及優(yōu)化設(shè)計(jì)周孜亮，王貴飛，叢明(1．大連機(jī)床集團(tuán)有限責(zé)任公司，遼寧大連116620；2．大連理工大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院，遼寧大連116023)摘要：以高速立式加工中心主軸箱為研究對(duì)象，針對(duì)其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，利用ANSYSWorkbench平臺(tái)建立了有限元模型。分析主軸箱的實(shí)際工作情況，得到其剛度最差的工況位置，對(duì)此位置進(jìn)行了
2、銑削工況下的靜力分析。對(duì)主軸箱進(jìn)行模態(tài)分析，提取了前四階固有頻率及振型圖。根據(jù)靜動(dòng)態(tài)特性分析結(jié)果對(duì)主軸箱進(jìn)行了多目標(biāo)多尺寸的優(yōu)化設(shè)計(jì)。對(duì)優(yōu)化后的主軸箱進(jìn)行了靜動(dòng)態(tài)特性有限元分析，結(jié)果表明優(yōu)化后的主軸箱靜動(dòng)態(tài)特性有顯著提高。關(guān)鍵詞：主軸箱；靜力分析；模態(tài)分析；優(yōu)化設(shè)計(jì)中圖分類(lèi)號(hào)：TH114；TG65文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：AFiniteElementAnalysisandOptimizationofHeadstockBasedonANSYSWorkbenchZHOUZi—liang，WANGGui—fei，CONGMing(1．DalianMachineToolGroupCorp．，DalianLi
3、aoning116620，China；2．SchoolofMechanicalofEngi—neering，DalianUniversityofTechnology，DalianLiaoning116023，China)Abstract：Theheadstockofhigh—speedverticalmachiningcenteristakenastheobjectofstudyThefiniteelementmodelisestablishedbasedonstructuralfeaturestakingadvantageofANSYSWorkbench．Theactualworkc
4、onditionofheadstockisanalyzedwiththelocationofworststiffnessobtained．Thestatica—nalysisisperformedontheheadstockundertheconditionofboringandmilling．Modalanalysisistakenwiththefirstfournaturalfrequenciesandvibrationmodelsgotten．Multi—objectiveandmulti—parameteroptimizationistaken．Comparedtotheres
5、ultsoffiniteelementanalysisoforiginalheadstock，thedy—namicandstaticcharactersaregreatlyimproved．Keywords：headstock；staticanalysis；modalanalysis；optimizationdesign下的最大載荷作為載荷邊界條件，根據(jù)實(shí)際情況為O引言主軸箱添加了約束邊界條件，對(duì)其進(jìn)行了靜動(dòng)態(tài)特主軸箱是高速立式加工中心的核心部件，其靜性有限元分析和多目標(biāo)多尺寸的優(yōu)化設(shè)計(jì)。動(dòng)態(tài)性能直接影響高速立式加工中心的加工精度、1主軸箱有限元模型精度穩(wěn)定性和抗振性?。在加工中心工
6、作過(guò)程中，主軸箱在滑枕上上下移動(dòng)，當(dāng)其運(yùn)動(dòng)到最下端時(shí)，主1．1高速立式加工中心軸箱形成一個(gè)懸臂梁結(jié)構(gòu)，這時(shí)主軸箱的剛度最差。高速立式鏜銑加工中心采用龍門(mén)式結(jié)構(gòu)，主要由因此，對(duì)主軸箱進(jìn)行此工況位置的靜動(dòng)態(tài)特性有限床身、橫梁、滑枕、主軸箱等部件組成，其結(jié)構(gòu)模型如圖元分析及優(yōu)化設(shè)計(jì)具有很重要的工程意義。1所示。在加工中心加工過(guò)程中，工作臺(tái)不動(dòng)，主軸箱本文建立了主軸箱的有限元模型，以銑削工況沿著滑枕運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)主軸方向的運(yùn)動(dòng)，滑枕沿著橫梁收稿日期：2011—10—08：修回日期：2011—10—18基金項(xiàng)目：國(guó)家“高檔數(shù)控機(jī)床與基礎(chǔ)制造裝備”科技重大專(zhuān)項(xiàng)課題(2011ZX04002—161)作者簡(jiǎn)
7、介：周孜亮(1966一)，男，江蘇金壇人，任職于大連機(jī)床集團(tuán)有限責(zé)任公司技術(shù)中心數(shù)控機(jī)床研究所，主要從事機(jī)床設(shè)計(jì)等研究工作，(E—mail)ziliangzhou—dmtg@163．com?！?0·組合機(jī)床與自動(dòng)化加工技術(shù)第3期特性得到了顯著提高。表3優(yōu)化前后有限元分析結(jié)果對(duì)比●星目標(biāo)質(zhì)量最大變形一階固有頻率應(yīng)力邑＼(kg)(mm)(Hz)(Mpa)優(yōu)化前432．080．0204l5O．84．5974旃優(yōu)化后408．270．O12718O．59
