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1、第34卷第7期基于Pro/E与ANSYS的直齿圆柱铣刀运动和模态分析71文章编号:1004-2539(2010)07-0071-03基于Pro/E与ANSYS的直齿圆柱铣刀运动和模态分析123张国梁杨宇赵旭(1河北农业大学林学院,河北保定071000)(2中国人民武装警察部队工程学院通讯工程系,陕西西安710086)(3辽宁科技大学机械工程与自动化学院,辽宁鞍山114051)摘要应用Pro/E软件对直齿圆柱木工铣刀进行了三维建模和运动学仿真,并和铣刀铣削过程的理论
2、分析进行了比较,从而验证了仿真分析的正确性。将三维模型导入ANSYS中进行模态分析,得到了直齿圆柱铣刀的固有振动频率和振型特征,为进一步的结构和动力学分析提供了依据。关键词直齿圆柱铣刀Pro/E仿真ANSYS模态分析MotionandModalAnalysisofSuperToothCylindricalMillingCutterBasedonProEandANSYS123ZhangGuoliangYangYuZhaoXu(1CollegeofForestry,AgriculturalUniversityofHebei,B
3、aoding071000,China)(2DepartmentofCommunicationEngineering,theChinesePeoplesArmedPoliceForceAcademy,Xian710086,China)(3CollegeofMechanialEngineering,UniversityofScienceandTechnologyLiaoning,Anshan114051,China)AbstractModelofsupertoothcylindricalmillingcutterwassetupand
4、thecuttingmotionwassimulatedbyPro/E.Thesimulationwascomparedwiththeoreticalanalysisofthecuttersmillingprocessandwastestifiedrightly.ThemodelwasswitchedtoANSYSformodalanalysissoastoidentifythenaturalfrequencyandvibrationfeatures,whichprovidedfoundationforfutherstructurea
5、nddynamicsanalysis.KeywordsSupertoothcylindricalmillingcutterPro/EsimulationANSYSmodalanalysis0引言1直齿圆柱铣刀三维模型的建立和装配在木材加工中,铣削加工所占比例最大,分析铣刀Pro/E中常用的三维实体造型方法包括拉伸、旋[5]的铣削过程和运转平稳性对于保证铣削加工质量具有转、扫描、混合、剪切等常用操作命令。应用拉伸、剪重要意义。将CAD和CAE技术应用于铣刀设计和分切等命令建立的直齿圆柱铣刀的三维模型如图1所析,可以通过对虚拟
6、铣刀模型进行各种模拟和仿真以示。直径D=6.25mm,切削厚度即刀片宽度H=[1-4]代替传统实物试验。我们以直齿圆柱木工铣刀为20mm。例,首先应用参数化设计软件Pro/E建立了三维模型,在铣刀的装配中,铣刀和Pro/E装配系统轴线间随后应用Pro/E的仿真模块Mechanism对直齿圆柱铣使用销钉链接,并且与Pro/E装配坐标平面之间使用刀的铣削过程进行了运动学仿真,得到了铣刀刀刃上滑动连接。任意点的切削轨迹曲线,并通过铣削轨迹的理论分析2铣削过程的运动学仿真和理论分析验证了仿真的正确性;通过Pro/E与有限元分析软件ANSYS的
7、接口将三维模型导入ANSYS中,对直齿圆柱2.1铣削过程的运动学仿真铣刀进行了模态分析,得到了其固有振动频率和振型,Mechanism是Pro/E软件的仿真模块,该模块可实为进一步的动力学仿真和结构分析提供了依据。现对机构的定义,使机构中的零件移动以及对其运动72机械传动2010年进行分析;在分析机构运动时可以观察和记录分析过曲线可以看出,刀齿在垂直于工件表面即铣削深度方程的一些测量值,如位置、速度、加速度、力、测量图标向的位移变化成正弦曲线
8、状,周期为360。等,还可以建立表示零部件运动的轨迹曲线和运动包2.2理论分析与比较[6]络线。为了检验仿真分析的正确性,对直齿圆柱铣刀逆我们以直齿圆柱铣刀逆铣为例分析运动过程。为铣时的运动情况进行理论分
