万能外圆磨床砂轮架的设计及分析.pdf

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1、精密制造与自动化2015年第2期万能外圆磨床砂轮架的设计及分析汪燕(上海机床厂有限公司上海200093)摘要以万能外圆磨床为研究对象，设计一种适用于大规格砂轮磨削工件的砂轮架结构，包括内圆磨具支架。运用有限元模型和ABAQUS有限元分析软件对砂轮架进行静力学分析与模态分析，确定砂轮架结构的可靠性；为保证砂轮架主轴中心与内圆磨具中心的等高，对内圆磨具支架的设计进行了改进，并结合理论计算方法对其进行强度验证。仿真结果改进后的结构是安全的，并把改进后的砂轮架结构应用于产品中，实践证明是可行的。关键词砂轮架内圆磨具支架有限元分析强度验证砂轮架是磨床的

2、一个关键部件，而万能外圆磨壳体内部的腔体，体壳长1095nlli1，宽660IYIITI，床的砂轮架又比普通外圆磨床的砂轮架结构复杂，高375in／／1。运用三维软件SolidWorks建立砂轮架其特征包括两个方面：一是上体壳可绕定位柱旋转三维模型。一定角度，考虑到结构和行程问题，砂轮规格一般1．2载荷分析选择小于5001TITI；二是配有内圆磨具装置，一般为了获得壳体的力学边界条件，首先对其进行固定在砂轮架体壳顶面，并绕固定轴可上下翻转。载荷分析。施加在壳体的载荷主要分为三部分。为满足市场需求，以某型万能外圆磨床为研究对象，(1)体壳上驱动

3、主轴旋转的电机质量及其带轮的设计一套砂轮规格为750nll-fl的砂轮架结构，为保张紧力引起的载荷。电机及垫板质量G幻1=176Kg，证内圆磨具中心与砂轮架主轴中心等高，对内圆磨带轮张紧力引起的等效载荷T，如图1所示，设定具支架进行了改进。皮带轮预紧力Tl=20Kg，T=2=40Kg。ABAQUS有限元软件适合于分析模拟庞大复杂的结构力学及固体力学模型，处理高度非线性问题⋯。砂轮架结构复杂，为提高工作效率，缩短工作周期，利用ABAQUS建立砂轮架的有限元模型，对砂轮架壳体进行应力变形分析和模态分析。1砂轮架结构设计1．1壳体设计图1皮带轮张紧

4、力分布图砂轮架中的主要零件包括壳体、主轴系统、皮带轮等，砂轮主轴系统的结构直接影响工件的加工质量，(2)体壳顶部的内圆磨具质量及其弯矩引起的具有较高的回转精度、刚度、抗振性及耐磨性。载荷。内圆磨具及支架质量为G2=160Kg，内圆磨它是砂轮架部件中的关键结构，主要借用成熟结构，具质心偏心引起的附加弯矩M=156．96N·m。满足于安装规格大小为750mnl的砂轮。(3)主轴系统产生的载荷。主轴上轴向载荷较小，砂轮架壳体是砂轮架的基础零件，砂轮主轴系可忽略不计，可将主轴处简化为一简支梁系统如图统装配于其中，按照砂轮架的使用性能要求以及其2所示。

5、图中，F为砂轮径向进给力，设定为50Kg；工作条件，壳体结构应满足大的刚性，足够的强度、G1为砂轮及其附属件质量，约为150kg；G2为主轴抗振能力、精度稳定、易加工等。考虑安装大规皮带轮及其附属件质量，约为33；Tx向张紧力格砂轮主轴系统及内圆磨具支架问题，需对体壳进分力为378N；向张紧力分力为102N。根据力学行改进设计。在已有壳体的基础上加大长度和宽度，公式1计算，可得出滚动轴承1、2处的支反力：并增加两块筋板以提高刚度和强度，同时重新布置F1x一525．5N，v==1776．2N，一352．6N，82．9N。30