双主轴五面体加工中心底座的有限元分析.pdf

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1、2010年11月机床与液压NOV．2010第38卷第21期MACHINETOOL&HYDRAULICSVo1．38No．21DOI：10．3969／j．issn．1001—3881．2010．21．030双主轴五面体加工中心底座的有限元分析韩江，信傲，金平，夏链，翟华(1．合肥工业大学机械与汽车学院CIMS研究所，安徽合肥230009；2．安徽省鸿庆精机有限公司，安徽安庆246005)摘要：介绍基于有限元分析技术的八轴四联动双主轴五面体加工中心底座的动静态分析过程。采用CAE技术对机床底座结构进行动静态特性分析，指出底座不同部位在相同工况

2、下刚度和应力上的差异，并且依据实际情况对底座不同部位的受力情况进行具体分析，为企业设计人员在产品试制阶段对底座结构的进一步改进提供依据。关键词：底座；有限元法；ANSYS中图分类号：TH123文献标识码：A文章编号：1001—3881(2010)21—105—3TheFEMAnalysisoftheBedStructurefortheDual-spindleFiveFaceMachiningCenterHANJiang，XINAo，JINPing，XIALian，ZHAIHua‘(1．CIMSInstitute，SchoolofMachi

3、neryandAutomobileEngineering，HefeiUniversityofTechnology，HefeiAnhui230009，China；2．AnhuiHongqingPrecisionMachineCo．，Ltd．，AnqingAnhui246005，China)Abstract：Thedynamicandstaticanalysisprocessesofthebedstructurefortheeight—axiswithfour—linkagesdual—spindlefivefacemachiningcent

4、erbasedonFEMtechnologywereintroduced．BythesupportingofCAEtechnology，thedynamicandstaticchar-acteristicsofthebedstructurewereanalysis．Thediferencesofstiffnessandstressfordiferentpartsofthebaseinthesanleoperatingconditionswerepointedout．Accordingtoactualsituation，theloadcon

5、ditionsofdifferentpartsofthebedwereanalyzed．Itprovidesreferenceforthedesignimprovementintheproducttrialstage．Keywords：Bed；FEM；ANSYS底座作为八轴四联动双主轴五面体加工中心的结进行网格划分，并进行静动态分析，从而对底座的设构基础和工作平台，其不仅承载着立柱、横梁、主轴计进行验证，为设计人员提供重要参考依据。与该底箱、滑鞍、工作台等加工中心自己零部件的重力，而座装配结合的主要部件质量见表1、2。且还要承载工件的重力

6、，更需要承受两个不同方向的表1卧架端与底座装配表2龙门端与底座装配加工载荷(卧式和立式)，其刚性和变形将会直接影结合的部件质量结合的部件质量响到工件的加工精度。目前国内数控企业研发不同结序号名称质量／kg序号名称质量／kg构和布局的机床，大部分依据经验设计通过增减铸件的体积和质量来设计制造机床底座，不仅不能保证机床的最终精度和整机性能，而且会造成制造成本的增加。随着计算机辅助工程技术(CAE)的迅速发展，越来越多的企业将有限元分析技术引入了机床的设计开发，不仅极大缩短了产品确定合理结构参数所需的此外，与底座装配结合的还有工作台，质量研发时

7、间、减少开发费用，而且有利于开发出性能更700kg；工作台最大载质量，800kg；底座质量为优越的整机和零部件。6000kg。该底座材料为HT300，其弹性模量为1双主轴五面体加工中心底座工况分析1．3E5MPa，泊松比0．24，密度7．34E一6ks／mm。加工中心的底座功用相当于普通机床的床身，其强度及刚度直接影响到整机的静态精度及动态精度，2双主轴五面体加工中心底座静态特性分析进而影响到工件的加工精度。该机床底座为整体铸2．1底座有限元分析模型的确定造，其实际结构非常复杂，具有许多筋板、窗孔等复在Pm／E中建模，将模型保存为“．ig

8、s”格式，杂几何形状。据此对底座进行了CAE分析，具体思再导入ANSYS10．0对模型进行网格划分。由于底座路为：利用高端三维CAD软件Pro／Engineer对底座的模型为平面对称性模型，且