数控落地铣镗床滑座的模态分析及优化

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1、数控落地铳铿床滑座的模态分析及优化摘要：车床床身是整台机床的基础和支架，它的振动和刚度都影响着零件的加工精度，利用Solidworks建模，并运用ANSYSWorkbench模态分析乍床模型，通过床身的前6阶模态，分析床身的固冇频率、振型及动态特征，在保证车床的静刚度的情况下，提出对床身的优化修改方案，对修改前后的模型进行对比分析、提出最优方案，为车床的设计，提供新的思路和方法。关键词：模态分析，优化CNCfloor-typemillingandboringmachineslideofmodalanalysisandoptimizatio

2、nAbstract：Lathebedisthefoundationofthewholemachinetoolsandsupport,itsvibrationandstiffnessaffectsthemachiningprecisionofparts,usingSolidworksmodeling,andusingtheANSYSWorkbenchtolathemodelformodalanalysis,extractthelathebedoftheformersixmodal,dynamiccharacteristicsanalysis

3、ofvibrationmodeandnaturalfrequencyofthelathebed,inthecaseofensurestaticstiffnessofmachinetool,andputsforwardtheoptimizationoflathebedmodificationscheme,contrastanalysiswascarriedoutonthemodifiedbeforeandafterthemodelputforwardtheoptimalscheme,forthedesignofthelathe,provid

4、enewideasandmethods.KEYWORDS:modalanalysis9optimiz0.引言冃前，对机床床身动态性能研究的方法主要是模态分析法，模态分析研究的主要内容是确定机床床身的振动特性即固有频率和主振型，它们是承受动载荷的重要参数通过模态分析就可以判断振型是否影响加工精度，根据此数据还可对机床床身进行优化。我国目前的研究主要是针对进口机床部件的的动态性能分析进行的，主要还是学习国外先进的设计方法阶段，在设计上多半还是借鉴郭伟的机床结构，真正从动态性能考虑设计结构还是比较少，我们还需多为设计提供更多有效的动态性能的客观

5、数据，从而真正将其应用到机床的优化设计中去。1•模型的建立及划分网格儿何建模是有限元分析的基础。Ansys软件虽有建模功能，但相对于CAD软件的强人建模功能，Ansys就显得繁琐，因此Ansys软件提供了与CAD软件数据接口，可宜接把CAD软件中建立的模型导入Ansys中。先在Solid-works中创建滑座模型，后经PARA的X_T格式导入Ansys中，再用Ansys进行网格划分、加载求解与后处理，这样不仅可以保证计算精确，且在很大程度上提高了效率。1.1根据现有的零件测绘出零件的各个尺寸，然后再Solid-works绘画出模型的三维图

6、，如下：1.2进行网格划分，设置网格质量为中等，然后就可以进行网格划分结果如下:1010Q.CB32OJZ(ir)MW1.2.1网格划分完成后需要对网格划分的质量进行检查，确定所进行的划分是否符合标准,一般情况下大于0.8的就算不合格，质量检查结果如下：可见网格划分质量是合格的。2.模态分析及优化2.1根据滑朋的实际工作悄况，对滑廉的三个地而施加约束，如图:1.2.1网格划分完成后需要对网格划分的质量进行检查，确定所进行的划分是否符合标准,一般情况下大于0.8的就算不合格，质量检查结果如下：可见网格划分质量是合格的。2.模态分析及优化2.

7、1根据滑朋的实际工作悄况，对滑廉的三个地而施加约束，如图:2.2进行模态分析，本次分析只进行前六阶低阶频率的模态分析，结果如下:■Mnn9川空UCxXDM'AUMCMH■wuin■第一阶段第二阶段4t初知、fl.wwnonm*i第三阶段笫四阶段IX1«NIM：.A.笫六阶段笫五阶段数控落地铳锥床滑座的一阶模态是上下方向变形；二阶模态是上下方向的弯曲变形，且变形仅发生在左部，属于局部变形；三阶模态是上下方向曲面变形，是发生在右边的局部弯曲变形；四阶模态开始出现

8、较大范围的弯曲变形，床身ModeFrequency(Hz)已经相当的扭曲；五阶模态是床身右部严重弯曲，11.77.687底板有轻微程度的形变；六阶模态是机床床身完全22.118.55扭曲变形，