基于(yú)ANSYS的高速加工中心有限元分析

高速加工中心是近年來(lái)機床發展的熱點之一(yī)。随着加工中(zhōng)心向着高切削速度、高進給(gěi)速度和高加(jiā)工精(jīng)度的方向(xiàng)發展,對其工作性能的要求越來越高,不僅(jǐn)要(yào)求加工中心具有良好的靜态特(tè)性,而且要具(jù)有良好的動态特性(xìng)。為此,對加工中心進(jìn)行整機靜動态特性(xìng)分析已成為設計的必要環節。本文分析了(le)焊接型和鑄造型兩種高(gāo)速加工中心的主(zhǔ)要結構特(tè)點,利用有限元分析軟件(jiàn)ANSYS 分别建立了焊接型EQD18 加(jiā)工中心和鑄造型PM50A 加工(gōng)中心的整體有限元分析模型,對加工中心(xīn)存在的兩種不同(tóng)類型的結合面,即螺栓聯接的(de)固定(dìng)結合面和導軌聯接的運(yùn)動結合面(miàn),采用用戶自定(dìng)義單元(yuán)進行模拟; 對加工中心驅動(dòng)X、Y、Z 軸高速移(yí)動的傳動絲杆,分别采用杆、梁單元進行模拟,并對比分析(xī)了兩種模拟方法對加(jiā)工中心固有頻(pín)率(lǜ)的影(yǐng)響,通過實驗表明采用(yòng)杆單元進行模拟更符合(hé)實際(jì)情況。通過靜(jìng)力分析,模态(tài)分析(xī)和諧響應特性分析得到加工中心在不同工況下的(de)靜剛度、動剛度、固有頻(pín)率以及相應的振型(xíng)等理論數(shù)值(zhí)。并将EQD18 加工中(zhōng)心的有限元分(fèn)析結果與實驗數據進行了對比分析,證明了(le)采用的有限元模型能較好地模拟實(shí)際情況,研究成果為高(gāo)速加(jiā)工中心的設計提供了可(kě)靠的理論(lùn)依據。

    高速加工中心(xīn)不(bú)斷提高的工(gōng)作性能(néng)是模具制造業得以和高精度加(jiā)工模具的重要前提。在驅動技術的推動下，湧現出結構創(chuàng)新、性能(néng)優良的衆多不同類(lèi)型的高速加工中心。90年代中後期出現的三軸高速(sù)加工中心現已發展到五軸高速加工中心。在驅動方式上(shàng)，已從直線運動（X/Y/Z軸）的伺(sì)服電機和滾珠絲杠驅動(dòng)發展到目前的直線電機驅動，回轉(zhuǎn)運動 （A和C軸）采用了直接驅動的轉矩電機，有的公司(sī)并(bìng)通過直線電機和轉矩電機使加工中心發展成全采用直(zhí)接驅動的五軸加(jiā)工中心。顯著提高了加工中心的行程速度、動态性能和定位精度(dù)。  

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