卧式加工中心结构件载荷求解模型研究.pdf

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1、第4期组合机床与自动化加工技术NO．42011年4月ModularMachineTool＆AutomaticManufacturingTechniqueApr．2011文章编号：1001—2265(2011)04—0009—05卧式加工中心结构件载荷求解模型研究马雅丽，王智，赵宏安，王德伦，孙守林(1．大连理工大学机械工程学院，辽宁大连116024；2．大连机床(数控)股份有限公司数控机床研究所，辽宁大连ll6620)摘要：论文详细讨论了采用线轨、丝杠作为连接形式的卧式加工中心结构件栽荷求解模型。针对机床结构件栽荷影响因素的复杂性，进行了变形协调假设，建立了卧式加工中心床身、立柱、主

2、轴箱的参数化载荷求解模型。从机床结构件刚度、外载荷条件、约束条件等三个方面对刚体等效载荷求解模型与弹性体等效载荷求解模型的求解结果进行了分析比较，并对刚体等效载荷求解模型变形协调假设进行了实验验证证明刚体等效模型能够满足结构件性能分析及优化的要求。详细分析了卧式加工中心结构件栽荷求解模型的相关参数及求解步骤，开发了相应的载荷求解软件。关键词：卧式加工中心；结构件；功能部件；载荷求解模型；刚体；参数化；软件中图分类号：TH122文献标识码：ATheResearchonLoadSolvingModelofHorizontalMachiningCenter’SPartsMAYa—li，WA

3、NGZhi，ZHAOHong．an，WANGDe．1un，SUNShou—lin(1．SchoolofMechanicalEngineering，DalianUniversityofTechnology，DalianLiaoning116024，China；2．InstituteofCNCMachineTools，DalianMachineTool(NC)Co．Ltd．，DalianLiaoning116620，China)Abstract：ThispaperdiscussesthetoadsolvingmodelofHorizontalMachiningCenter’Sstruct

4、ures，whichusesthelinearmotionrollingguideandscrewastheconnectionparts．ForthecomplexityoftheMachinestructure，thispapersupposesaDeformationCompatibilityandestablishestheparameterloadsolvingmodalofbed，columnandspindlebox．Thencomparetherigidbodywithflexiblebodyloadsol-vingmodelinstructurestiffness，

5、loadconditionsandconstraintsconditions．SomeexperimentsweredonetovalidatetheDeformationCompatibility．Fromthese，thispaperprovedtheloadsolvingmodelofrigidbodycanbeusedinthestructure’Sanalysisandoptimization．ThispaperalsodevelopedflsoftwareofloadsolvingmodelwiththeanalysisoftheparametersofHorizonta

6、lMachiningCenter．Keywords：horizontalmachiningcenter；structures；loadsolvingmodel；rigidbody；parametric；software(2)结构件受力复杂，由于结构件之间的装配形O引言式、固定形式不同，很难建立统一的模型。载荷是机床结构件性能分析与优化的关键因(3)各结构件之间可相对移动，位置关系及装配素。在分析过程中，往往以机床的切削载荷作为整关系涉及的尺寸参数较多，建模及计算过程复杂。机的载荷条件，而结构件的分析与优化需要得到结对于机床结构件的载荷求解，目前常用的方法构件上的载荷，因此需要建立相应

7、的载荷求解模型有两种。一种是将结构件作为弹性体处理，建立线进行结构件载荷求解。轨、丝杠连接副等效模型，利用有限元软件进行载荷卧式加工中心的主要结构件包括床身、立柱、主求解；一种是将结构件作为刚体处理，利用变形协调轴箱以及工作台等，结构件之间采用线轨丝杠连接假设以及刚体平衡条件，建立力学平衡方程进行求副连接。对结构件进行载荷求解主要有以下难点：解。弹性体等效求解模型更加符合实际情况，但是(1)线轨、丝杠连接副结构形式复杂，需要建立建模及求解过程复杂。刚体等效