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1、第22卷第4期黑龙江工程学院学报(自然科学版)Vol.22№.42008年12月JournalofHeilongjiangInstituteofTechnologyDec.,2008基于ANSYS数控车床床身有限元结构分析魏国峰,宫莹,王巍,陈佳莹(黑龙江工程学院机电工程系,黑龙江哈尔滨150050)摘要:床身是车床的重要基础件,它的动态特性和静态特性直接影响车床的加工精度及精度稳定性。以CK6136型数控车床为研究对象,采用Pro/EWildfire3.0建立床身的实体模型,借助大型有限元软件ANSYS对其进行静力分析与模态分析。静力分析结果表明该机床的结构设计过于保守,3个方向的
2、刚度分布不均匀;模态分析结果表明床身的上面及床身后侧面的局部刚度比较薄弱。根据有限元分析结果,对CK6136型数控车床的床身结构进行优化,确定合理的床身结构,为CNC数控车床设计与制造提供理论依据。关键词:数控车床床身;有限元;静力分析;模态分析中图分类号:TG659文献标识码:A文章编号:1671-4679(2008)04-0037-04ThestructurefiniteelementanalysisofCNClathe-bedbasedonANSYSWEIGuo-feng,GONGYing,WANGWei,CHENGJia-ying(Dept.ofElectromechanic
3、Engineering,HeilongjiangInstituteofTechnology,Harbin150050,China)Abstract:Thelathe-bedisakeybasicpartoflathe.Itsdynamicandstaticcharacteristicsinfluenceonworkingaccuracyandstabilityoflathedirectly.ThesolidmodelofCNClathe-bedofCK6136typeismod-eledbyPro/EWildfire3.0.Thestaticandmodalanalysesarema
4、debyANSYS10.0.Theresultsshowthatthestructureoflatheisunreasonable,rigidityisanisotropy,andlocalpositionsoflatheareweak.Basedontheresultsoffiniteelementanalysis,thestructureofCNClatheisoptimized,andareasonablestruc-tureismade.AllstudiesprovidetheoreticalbasisfordesignandmanufactureofCNClathe.Key
5、words:CNClathe-bed;finiteelement;staticanalysis;modalanalysis随着现代工业的迅速发展,数控车床以其高精限元分析时,首先需要建立针对该问题的有限元模度、高质量、高效率等优良加工性能在现代工业生产型。建立有限元模型是进行有限元分析的基础,而中使用越来越广泛,而数控车床的床身作为数控车选择合理的建模方法是建立准确的有限元模型的关床的关键性基础部件对保证数控车床的加工性能起键。针对ANSYS软件实体建模功能相对薄弱的缺着至关重要的作用。因此,开展对数控车床床身的点,本文采用的建模方法是在三维CAD软件Pro/动静态特性研究对提高数控
6、车床加工性能大有益ENGINEERWildfire3.0中建立床身结构实体模处。本文以CK6136数控车床床身为研究对象,采型,然后利用ANSYS10.0提供的与Pro/E的接口用大型有限元分析软件ANSYS10.0对其进行静力功能,将Pro/E中建立的床身结构实体模型导入到分析和模态分析,并根据结果对原有结构进行优化,ANSYS中,从而建立床身的有限元模型。CK6136从而提高数控车床的动静态特性,增强其加工性能数控车床床身结构为不规则的空间几何模型,床身[1-4]结构尺寸为2150mm×380mm×330mm,材料为和降低生产成本。33HT200,密度为7.8×10kg/m,弹性
7、模量为1床身的有限元模型建立110GPa,泊松比为0.26。为了有限元分析的便利,有限元分析的最终目的是要还原一个实际工程有必要在建立床身有限元模型时对其实体模型进行系统的数学行为特征。因此,在对具体问题进行有诸如忽略各处过渡圆角以及床身内部筋板的连接方式为理想焊接形式等方面的简化。图1所示为由收稿日期:2008-07-11基金项目:黑龙江省教育厅科研基金资助项目(11521238)Pro/E导入到ANSYS中的数控车床床身实体模作者简介:魏国峰(1970
