基于ANSYS Workbench的加工中心动态特性分析.pdf

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1、2013年8月机床与液压Aug．2013第41卷第l5期MACHINETOOL&HYDRAUUCSV01．41No．15DOI：10．3969／j．issn．1001—3881．2013．15．043基于ANSYSWorkbench的加工中心动态特性分析姚晓坡，刘德平，高建设，汪玉平(1．郑州大学机电一体化研究所，河南郑州450001；2．安阳鑫盛机床股份有限公司，河南安阳455000)摘要：以某机床厂生产的车铣复合加工中心CX110100为研究对象，通过Solidworks建立加工中心三维实体模型，并对加工中心模型进行了简化。利用ANSYSWorkben

2、ch有限元分析软件识别结合面特性，建立加工中心的有限元模型。对加工中心有限元模型进行模态分析和谐响应分析，得到加工中心的前6阶固有频率、振型特征和谐响应特性。对得到的固有频率和振型进行分析，指出了引起加工中心振动的薄弱环节，为进一步的设计指明方向。关键词：ANSYSWorkbench；加工中心；动态特性分析中图分类号：TH16文献标识码：A文章编号：1001—3881(2013)15—164—4DynamicAnalysisofMachiningCenterBasedonANSYSWorkbenchYAOXiaopo。，LIUDeping，GAOJlans

3、he，WANGYuping(1．MechatronicsInstitute，ZhengzhouUniversity，ZhengzhouHenan450001，China；2．AnyangXinshengMachineToolLimitedCompany，AnyangHenan455000，China)Abstract：TheCX110100machiningcenterwastakenastheresearchobject，whichwasturnedoutbyamachinetoolfacfory．Thethreedimensionalsolidmode

4、lofthemachiningcenterwasbuiltbySolidworksandthemodelwassimplified．Characteristicofbind—ingfaceswasrecognizedandaFEMmodelofthemachiningcenterwasestablishedbyANSYSWorkbench．Throughmodalanalysisandharmonicresponseanalysis，thefirstsixordersnaturalfrequenciesandvibrationcharacteristics

5、ofthemachiningcenterwereobtained．Throughanalyzingthenaturalfrequenciesandvibrationmodes，theweaklinkcausingvibrationofthemachiningcenterwaspointedout．Itprovidesguidanceforthefurtheroptimaldesignofthemachiningcenter．Keywords：ANSYSWorkbench；Machiningcenter；Finiteelementanalysis复合加工中心

6、是一种复杂的工业制造装备，能在一次装夹中完成全部加工工序，大大缩短了产品的生产周期，提高加工效率和加工精度。数控加工在生产中所占的比重越来越大，加工中心成为最近几年发展较快的技术之一。随着数控技术向着高速化方向发展，加工中心整机动态性能的好坏直接关系到机床的加工精度和可靠性，因此加工中心动态特性的分析和研究已成为设计时必不可少的环卜引。以国家科技重大专项CX系列立式车铣复合加工中心CX110100为研究对象，加工中心具体参数为：铣削电主轴最高转速为14000r／min；车削最高转速为500r／rain。利用ANSYSWorkbench有限元软件对整机进行有

7、限元建模与分析，得到加工中心整机的动态性能。1加工中心模型图1CX110100加工中心模型通过Solidworks建立加工中心的实体模型，如图的骨架，所有的进给和加工过程均在它们上面完成，1所示。加工中心的主要零部件包括床身、横梁、床骨架的动态性能在很大程度上决定了加工中心的整机鞍、摆动铣头和主轴等。床身和横梁组成了加工中心动态性能。因此，考虑到计算的简单、快速等因素，收稿日期：2012—06—27基金项目：国家科技重大专项(2009ZX04001—033)作者简介：姚晓坡(1987一)，男，硕士研究生，主要研究方向为加工中心有限元分析。E—mail：ma

8、giealapple@126．corn。目目璺Il2234第l5期