基于ANSYS Workbench的CX8075加工中心关键零部件动态性能研究.pdf

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1、机械设计与制造第7期146MachineryDesign&Manufacture2011年7月文章编号：1001—3997(2011)07—0146—03基于ANSYSWorkbench的CX8075加工中心关键零部件动态性能研究术张行刘德平陶征(郑州大学机电一体化研究所，郑州450001)DynamiccharacteristicanalysisofkeypartsofCX8075machiningcenterbasedonANSYSworkbenchZHANGHang，LIUDe-ping，TAOZheng(Mechatron

2、icsInstitute，ZhengZhouUniversity，Zhengzhou450001，China)【摘要】基于ANSYSWorkbench有限元分析软件，研究了CX8075立式车铣复合加工中心关键零部件的动态性能，并对机床底座进行了优化设计，提高了零件的固有频率，保证了加工中心的设计要求。在机床设计初期运用有限元理论，建立机床结构的有限元模型，在对其进行有限元分析的基础上，通过对机床结构的改进使设计出的机床零件及整机具有较高的静刚度和动态特性，这些新技术的研究和应用，对新机床工作性能的改善、h．Y-精度的提高、开发周期

3、的缩短和开发成本的降低等具有十分重要的现实意义。关键词：床鞍；机床底座；ANSYSWorkbench；动态性能【Abstract】BasedOnANSYSWorkbenchSoftwareoffiniteelementanalysis，dynamicperformanceofkeypartsofCX8075verticalmachiningcenterisanalyzed,andthenthedesignfortoolbaseisoptim&ed，whichcanincreasethenaturalfrequenciesofkey

4、partsandmeetthedemandofthedesignofmachiningcenter．Inprimarydesignforthetoo1．oneFEMisbuiltwithfiniteelementtheory．Withthestructural，n—provementbasedonFEManalysis，boththepartandoverallunitwithbetterstaticanddynamicperfor一1Trancearedesigned．Theapplicationofthesenewmethod

5、snotonlyimprovestheworkingcapabilityandmachiningprecisionofthenewmachinetool，butalsoredueesthedevelopmentcostsanddevelopmentcy-cleofthenewproduction．Keywords：Saddle；Toolbase；ANSYSWorkbench；Dynamicperformance中图分类号：TH16文献标识码：A1引言基础上进行动力学设计以使机床的动态性能在图纸设计阶段就能得到预测和优化，从而寻求一

6、种经济合理的结构，使其动态性CX系列立式车铣复合加工中心是国家“高档数控机床与基能满足预先给定的设计要求。础制造装备”科技重大专项课题之一，是国家重点攻关项目。该系列产品研制成功，实现规模化制造后，将为我国军工、航天、汽车、医疗机械等行业的发展开辟国内选择的新途径，为国内机床出口创汇增加新的亮点。CX8075设计铣削电主轴的最高转速≥12000r／min，进给系统的快移速度(x／y／z轴)I>60m／min。在高速条件下，对机械部分的刚度、抗报陛等机械性能要求更高。因此，在加工中心的设计中，对机床本体的零部件及整机进行动态性能分析

7、是一项非常重要的工作。CX8075立式车铣复合加工中心的主要机械部件包括底座、床鞍、回转工作台、横梁、摆动铣头等，它们在高速条件下的动态图1CX8075加工中心三维实体模型性能直接影响着加工中心的几何精度和加工精度，因此有必要对2CX8075实体模型的建立这些重要零部件的动态性能进行分析。采用有限元建模的方法对在CX8075立式车铣复合加工中心设计中，利用SolidWorks立式车铣复合加工中心关键零部件进行研究，在ANSYS软件建立了加工中心各零件的实体模型，并虚拟装配成整机，如Workbench12．0有限元分析软件中对其进行

8、动态性能分析。在此图1所示。其中，底座、床鞍、回转工作台、横梁、摆动铣头等是加★来稿日期：2010—09—28女基金项目：国家重大科技专项(2009ZX04001—033)第7期张行等：基于ANSYSWorkbench的CX8075；Op_r．-中