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《基于ANSYS Workbench的主軸箱有限元分析及優(yōu)化設計.pdf》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、第3期組合機床與自動化加工技術No．32012年3月ModularMachineTool&AutomaticManufacturingTechniqueMar．2012文章編號：1001—2265(2012)03—0017—04基于ANSYSWorkbench的主軸箱有限元分析及優(yōu)化設計周孜亮，王貴飛，叢明(1．大連機床集團有限責任公司，遼寧大連116620；2．大連理工大學機械工程學院，遼寧大連116023)摘要：以高速立式加工中心主軸箱為研究對象，針對其結構特點，利用ANSYSWorkbench平臺建立了有限元模型。分析主軸箱的實際工作情況，得到其剛度最差的工況位置，對此位置進行了
2、銑削工況下的靜力分析。對主軸箱進行模態(tài)分析，提取了前四階固有頻率及振型圖。根據(jù)靜動態(tài)特性分析結果對主軸箱進行了多目標多尺寸的優(yōu)化設計。對優(yōu)化后的主軸箱進行了靜動態(tài)特性有限元分析，結果表明優(yōu)化后的主軸箱靜動態(tài)特性有顯著提高。關鍵詞：主軸箱；靜力分析；模態(tài)分析；優(yōu)化設計中圖分類號：TH114；TG65文獻標識碼：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)實際情況為O引言主軸箱添加了約束邊界條件，對其進行了靜動態(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多尺寸的優(yōu)化設計。動態(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、作過程中，主軸箱在滑枕上上下移動，當其運動到最下端時，主1．1高速立式加工中心軸箱形成一個懸臂梁結構，這時主軸箱的剛度最差。高速立式鏜銑加工中心采用龍門式結構，主要由因此，對主軸箱進行此工況位置的靜動態(tài)特性有限床身、橫梁、滑枕、主軸箱等部件組成，其結構模型如圖元分析及優(yōu)化設計具有很重要的工程意義。1所示。在加工中心加工過程中，工作臺不動，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動實現(xiàn)主軸方向的運動，滑枕沿著橫梁收稿日期：2011—10—08：修回日期：2011—10—18基金項目：國家“高檔數(shù)控機床與基礎制造裝備”科技重大專項課題(2011ZX04002—161)作者簡
7、介：周孜亮(1966一)，男，江蘇金壇人，任職于大連機床集團有限責任公司技術中心數(shù)控機床研究所，主要從事機床設計等研究工作，(E—mail)ziliangzhou—dmtg@163．com?！?0·組合機床與自動化加工技術第3期特性得到了顯著提高。表3優(yōu)化前后有限元分析結果對比●星目標質量最大變形一階固有頻率應力邑＼(kg)(mm)(Hz)(Mpa)優(yōu)化前432．080．0204l5O．84．5974旃優(yōu)化后408．270．O12718O．59
