数控成型磨床砂轮修整器的优化.pdf

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1、精密制造与自动化2012年第2期。。夸。。。。。。：试验与研究《。《}o◇。·≤。∈>。<>。<>。<>。<≥．o《>。数控成型磨床砂轮修整器的优化朱晓君(上海机床厂有限公司上海200093)摘要利用Solidworks建立了数控成型砂轮修整器的三维模型，并以ANSYS软件对修整器进行结构刚度和模态进行分析。介绍了修整器材料的物理特性、边界条件的定义、计算模型应力和应变等分析，确保了ANSYS软件进行模态分析的正确性。并对修整器结构进行了优化设计，保证了修整器的优良性能。关键词优化分析磨床修整器结构刚度模态分析成形磨削技术作为当前磨削技术发展的重

2、要领域之一，近年来得到了快速的发展。但是目前成形砂轮修整技术还存在一定的局限性，例如：采用车削法修整和杯形砂轮修整时修整工具损耗较快。虽然金刚石滚轮修整效率高、精度高，但是修整速度较慢。新开发设计的数控成形砂轮修整器弥补了上述修整器的不足，但是由于刚度、振动等因素降低了其性能和使用寿命。运用ANSYS软件，对数控成型磨床砂轮修整图l砂轮修整器结构有限元模型器(简称修整器)进行了结构刚度和模态的有限元分析，对其结构进行优化，为设计出性能优良、成件的耐磨性，在结构设计中修整器底座及各个托板铸本低廉的修整器提供了技术支持。件均采用灰铸铁HT200。为了

3、合理简化力学模型其它结构材料，采用45钢材。材料的物理常数见表1。1修整器的结构刚度分析1．1有限元模型的建立表1所用材料物理常数首先，根据已有的图纸按照实际结构尺寸利用材料材料物理常数Solidworks建立三维模型，然后把结构中的零件及名称弹性模量E／GPa泊松比密度p／(Kg／m1一些接触组合体构成修整器的力学模型。将此模型HT2001220．37200格式转换后导入ANSYS：网格划分时，先将模型45钢200O37800中的几个体粘结起来，然后对各个体进行属性分配(包括每种体的单元类型及材料特性)，最后通过自1．3边界条件的定义由体扫描划

4、分网格，以网格的疏密程度来决定求解该修整器结构，是通过底座安装在砂轮架体壳的难度和精确度。一般情况下，选择适当的网格疏上的。在工作过程中边界约束可以简化为底座地面密程度，既能保证求解的精度，又不会因为网格太固定全约束形式。整个修整器受到重力作用，在模型密而导致计算费时。使用Solid95来选择实体单中施压有沿】，轴正方向的重力加速度。对砂轮修整的元，并进行单元划分，如图1所示。过程是金刚石笔与砂轮的相互切削过程，对修整器1．2物理模型材料的定义而言，砂轮对金刚笔的反作用力就是主动外力。这机床选材的主要目标是保证刚度和摩擦副中零个外力类似于砂轮磨削

5、工件时的切削力，它的大小6