大型落地式镗铣床TKS6916整机有限元分析.pdf

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1、2013年1月机床与液压Jan．2013第4l卷第1期MACHINETO0L＆HYDRAULICSVo1．41No．1DOI：10．3969／j．issn．1001—3881．2013．01．035大型落地式镗铣床TKS6916整机有限元分析朱祥，寸花英，李坤，刘意，闫伟(1．沈机集团昆明机床股份有限公司，云南昆明650203；2．西安交通大学机械工程学院，陕西西安710049)摘要：利用有限元软件建立了大型落地式镗铣床TKS6916整机模型，并对其进行静力和动力分析。静力分析结果显示：机床的变形是由床身自

2、重以及滑座与立柱间联接螺栓的预紧力两个载荷效应叠加而成；机床最大应力值远低于材料的屈服极限，说明机床的材料使用是足够安全的。动力分析结果说明：前5阶模态与立柱和油缸直接相关，在设计中需要加强其刚度；和立柱有关的模态不会随主轴箱位置的变化而变化，而和油缸有关的模态受主轴箱位置的影响较大。关键词：镗铣床；有限元；静力分析；动力分析中图分类号：TH113；TH114文献标识码：A文章编号：1001—3881(2013)1—124—4FiniteElementAnalysisonFloor-typeBoringan

3、dMillingMachineToolTKS6916ZHUXiang，CUNHuaying，LIKun，LIUYi，YANWei(1．ShenjiGroupKunmingMachine‰lCompanyLimited，KunmingYunnan650203，China；2．SchoolofMechanicalEngineering，Xi’anJiaotongUniversity，Xi’anShaanxi710049，China)Abstract：Theentiremodeloflarge—scalefloo

4、r·typeboringandmilingmachinetoolTKS6916wasbuilt，andthestaticanalysisanddynamicanalysiswereconductedbasedonthemode1．Theresultsofstaticanalysisshowthatthedeformationofthemachinetooldependsonthetwoloadsofgravityandthetighteningforcecausedbytheboltsusedtocoupl

5、estudandslidingseat．Themaximumstressofthemachinetoolismuchlowerthanthematerialyieldlimit，anditindicatesthatthematerialissafeenough．Theresultsofdynamicanalysisshowthatthefirstfivemodeshavecloserelationshipwithstudandoilcylinder，anditmeansthatthestiffnessoft

6、hetwopartsshouldbestrengthened．Themodeswhicharerelatedtostudwillnotchangewiththelocationofspindlebox，butthemodeswhicharerelatedtooilcylinderwilchangealot．Keywords：Boringandmillingmachinetool；Finiteelement；Staticanalysis；Dynamicanalysis镗铣床是现代加工制造的基本设备，文中要研究

7、设计提供了一定参考。的落地式镗铣床TKS6916不仅可以用来加工各种缸1有限元模型体孔、缸套孑L以及其他精密孔，还可进行汽缸端面精落地式镗铣床TKS6916主要由床身、直线导轨、铣，可实现镗、铣、钻、铰多功能加工。随着制造企滑座、立柱、油缸、滑枕座、滑枕及主轴箱等基本部业对镗铣床精度及效率要求的不断提高，这种机床的件组成，并具有三向相互垂直的运动轴，机床的有限设计也必须与时俱进以适应需求。在镗铣床TKS6916元模型如图1所示。的设计中，仅对各个部件单独进行分析将无法反映其整体性能，因此必须对机床整机进行静

8、力和动力分析。许多机床行业的研究人员对落地式镗铣床各关键部件¨及整体都进行过动力分析，但都未对其进行静力分析。作者利用有限元软件ANSYS建立了落地式镗铣床TKS6916的整机模型，首先对其进行三维静力分析，得到了机床整体的应力分布及最大应力点，然后根据其动力学模型分析了整机的前5阶固有频率和模态振型。这两方面的分析为落地式机床的图1落地式镗铣床TKS6916有限元模型收稿日期：2011—12—20基金项目：云南