基于ANSYS Workbench的内螺纹磨削中心整机动态特性分析.pdf

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1、第12期组合机床与自动化加工技术NO．122012年12月ModularMachineTool＆AutomaticManufacturingTechniqueDec．2012文章编号：1001—2265(2012)12—0023—03基于ANSYSWorkbench的内螺纹磨削中心整机动态特性分析徐先勇，崇凯，严小林，董小飞(1．江苏大学机械工程学院，江苏镇江212013；2．泰兴市晨光高新技术开发有限公司，江苏泰兴225400)摘要：以四轴三联动内螺纹磨削中心为研究对象，通过对CAD模型进行简化，运用ANS

2、YSWorkbench对结合面的处理功能建立了整机有限元模型。在模拟机床工况的情况下，进行了整机的静、动态特性分析，得出了机床的动刚度比静刚度小很多。由模态分析知，机床固有频率有效的避开了自激振动频率，不会发生共振。通过谐响应分析，找出了机床在动态磨削力下的薄弱环节，并结合振型提出了提高整机动态特性的措施，为机床的开发设计和结构优化提供了理论参考依据。关键词：ANSYSWorkbench；内螺纹；磨削中心；模态分析；谐响应分析中图分类号：THI6；TG65文献标识码：ADynamicPerformauceAn

3、alysisofInternalThreadGrindingCenterBasedonANSYSWorkbenchXUXian。yong，CHONGKai，YANXiao．1in，DONGXiao—fei。(1．SchoolofMechanicalEngineering，JiangsuUniversity，ZhenjiangJiangsu212013，China；2．TaixingChenguangHightechDevelopmentCo．，LTD．，TaixingJiangsu225400，China)A

4、bstract：TakingtheInternalThreadGrindingCenteroffour—axle3Dastheresearchingobjectthesim-plifiedmodelofCADandThefunctionofANSYSWorkbenchforjointsurfacewasusedtosetupthewholemachineFEMmode1．Theconditionofworkingmachinetoolwassimulatedandthedynamicper-formanceo

5、fthewholemachinewasanalyzed．Thestudyshowedthatthedynamicstiffnesswasmuchsmallerthanthestaticstiffness．Modalanalysisverifiedthatnaturalfrequencywasnotintherangeoftheselfexcitedvibration．Soresonancewouldnothappen．Throughharmonicanalysis，theweakpointsofworking

6、machinetoolwereidentified，andthemeasuresofimprovingdynamicperformancewerepro-posedbymodeshapes．Itwouldprovidethereferenceforthedesignandoptimizationofmachinetoolstructureintheory．Keywords：ANSYSworkbench；internalthread；grindingcenter；modalanalysis；harmonican

7、alysis率⋯。在相关项目的支持下，江苏大学与泰兴市晨0引言光高新技术开发有限公司合作开发了四轴三联动内随着我国装备制造业的快速发展，滚珠丝杠副螺纹磨削中心。为了预测机床的动态性能，我们对等关键功能部件需求量越来越大。传统的滚珠丝杠整机进行了动力学分析。有限元分析是一种用来分螺母加工工艺把内螺纹和外圆及端面分开磨削加析计算复杂结构的极为有效的数值计算方法，为机工。然而，滚珠螺母的加工关键是保证螺母上回珠床的静动态特性分析提供了有力的工具。孔与螺纹滚道的对中精度、螺母螺纹滚道轴线与安1整机有限元模型的建立装基

8、面的位置精度、大螺旋升角滚道的齿形精度和表面粗糙度。采用复合加工设备(如内螺纹磨削中四轴三联动内螺纹磨削中心主要由主轴传动系心)一次装夹实现外圆、端面、内螺纹及反向孔等多统、内螺纹磨削工具系统、外圆及端面磨削工具系道工序复合加工，提高对中精度、安装精度和加工效统、伺服进给系统、砂轮修整装置、床身、底座等部分收稿日期：2012—04—28基金项目：高档数控机床与基础制造装备科技重大专项(2009ZX0