基于ANSYS的JY-5數(shù)控銑床關(guān)鍵部件特性分析.pdf

1、高速切削是一項(xiàng)十分有前景的先進(jìn)制造技術(shù)，它具有高效率、高精度、低成本等突出優(yōu)勢，目前已在汽車、磨具、航空航天、工程機(jī)械等方面得到了廣泛的應(yīng)用。要實(shí)現(xiàn)高速切削加工，立柱、主軸箱和主軸作為機(jī)床的關(guān)鍵件，必須具有良好的靜動態(tài)特性。因此，對機(jī)床立柱、主軸箱和主軸等關(guān)鍵件進(jìn)行靜動態(tài)特性分析是一項(xiàng)十分重要工作。
　　本文以JY-5數(shù)控銑床為研究對象，利用虛擬建模技術(shù)和仿真分析技術(shù)，對數(shù)控機(jī)床主軸、立柱和主軸箱等關(guān)鍵件進(jìn)行靜動態(tài)特性分析。通過分

2、析，找到結(jié)構(gòu)的薄弱環(huán)節(jié)，然后進(jìn)行結(jié)構(gòu)的改進(jìn)和優(yōu)化。主要內(nèi)容如下：
　　1.在現(xiàn)有設(shè)計(jì)圖紙的基礎(chǔ)上，利用Pro/E軟件建立機(jī)床主軸、立柱和主軸箱等關(guān)鍵件的幾何模型，并進(jìn)行裝配干涉檢測，初步實(shí)現(xiàn)機(jī)床關(guān)鍵件的虛擬化建模；在機(jī)床關(guān)鍵件虛擬建模完成后，對所建模型進(jìn)行適當(dāng)?shù)募僭O(shè)和簡化，構(gòu)建出機(jī)床關(guān)鍵件的有限元分析模型；
　　2.根據(jù)軸承剛度計(jì)算公式，計(jì)算機(jī)床主軸所用軸承的徑向剛度值；建立主軸二維有限元模型，基于 ANSYS平臺，分析主軸

3、的靜態(tài)特性；建立主軸三維有限元模型，基于 ANSYS平臺，分析主軸的模態(tài)特性和諧響應(yīng)特性。
　　3.分別建立主軸箱和立柱的有限元分析模型，并對其進(jìn)行靜動態(tài)特性分析。通過靜態(tài)分析，得到立柱和主軸箱在靜態(tài)載荷下應(yīng)力場和應(yīng)變場。通過動態(tài)分析，得到立柱和主軸箱的固有頻率和相應(yīng)振型；
　　4.基于優(yōu)化理論，在有限元分析基礎(chǔ)上，根據(jù)得到的分析結(jié)果，對機(jī)床關(guān)鍵件的薄弱環(huán)節(jié)進(jìn)行優(yōu)化和改進(jìn)，進(jìn)一步提高關(guān)鍵件的靜動態(tài)特性以及抗振能力。同時，在機(jī)