基于ABAQUS的无心外圆磨床砂轮架模态分析.pdf

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1、·12·基于ABAQUS的无心外圆磨床砂轮架模态分析周自维，吕健，冯娜，吴飞(贵州大学机械工程学院，贵州贵阳55(1000)摘要：以MK1080型无心外圆磨床砂轮架为研究对象，使用CATIAV5对砂轮架进行三维建模导入ABAQUS有限元分析软件中对其进行模态分析，并对砂轮架网格划分方法进行了探索。通过分析，获得砂轮架前六阶固有频率和振型，并对结果进行了分析。结果表明：砂轮架的结构设计整体合理，最低固有频率达到503．6Hz，能够满足工作条件。同时分析出了结构的一些薄弱环节，为砂轮架结构的优化改进提供了理论参考依据。关键词：无心外圆磨床砂轮架网格划分模态分析中图分类号：TG580．21+4文献

2、标识码：A文章编号：11302-6886(2012)03—0012—04ModallaIysisofHeartlessCylindricalGrinder’SndillgCarriageBasedonABAQUSZHOUZiwei，LVJian，FENGNa，Ⅵr【JFeiAbstract：AMK1080一modelheartlesscylindricalgrinder’sgrindingcarriageischo啪astheresearchingobject，andthe3Dmodelofthe~dingcarriageisbuiltupbyCATIAV5software．Themodel

3、isimportedtotheABAQUSfiniteelementanalysissoftwareformodalanalysis，andmeshgenerationofthegrindingcarriageisexplored．Thefirstsixstepsnaturalfrequencyandmodeshapesofthestructurealeobtainedafteranalyzing，andtheresultsaleanalyzed．Theresultsshowthat：theoverallstructuraldesignofthesrind—ingcarriageisreas

4、onable．Thelowestnaturalfrequencyof503。6Hzisabletomeettheworkingconditions．Someweaklinksofthestructureisanalyzed．Theresultsprovideatheoreticalbasisforthestructureoptimizationandimprovementofthegrindingcarriage．Keywords：heartlesscylindricalgrinder；grindingcarriage；meshgeneration；modalanalysis算功能和广泛的模

5、拟功能，特别是能够模拟高度非线性问0引言题。而且两个软件之间有良好的接口，本文采用CATIA由于科学技术的发展，现代机械零件的精度和表面进行三维建模，以ABAQUS有限元分析软件为平台，对粗糙度要求愈来愈高，各种高硬度材料应用日益增多，随MK1080无心外圆磨床砂轮架进行模态分析，提取了前六着高速磨削和强力磨削工艺的发展，磨床的使用范围不断阶固有频率和振型，对砂轮架的结构设计有着重要的参考扩大。无心外圆磨削是磨削加工中的一种特殊形式，磨削意义。时，工件直接放在砂轮、导轮之间，用托板支承，以被磨削1砂轮架振动分析的外圆面作为定位面。由于其特殊的加工方式，在磨削加工过程中，砂轮架的动态特性直接影

6、响整台机床的加工性由砂轮架与砂轮能和精度。一主轴系统的装配图MK1080型无心外圆磨床通过皮带传动，主轴系统采(图1)可以看出，砂轮用静压滑动轴承。磨床在运行过程中，砂轮架很容易受到架在磨床的运行过程砂轮磨削和内部其他设备的激励而产生振动。若砂轮中受到各种振动的激架结构设计不合理，就容易产生共振，产生大的振动和噪励。一方面是来自床音，导致被磨削加工的工件表面光洁度和精度降低。共振身的振动，其中包括电甚至可能造成砂轮架结构弯曲和扭转等变形，最终造成局动机的振动，齿轮在运图1砂轮架与砂轮一主轴部结构疲劳破。通过对砂轮架模态分析可以确定其动传递过程中的振动。系统的装配图固有频率和振型，使得在设计零

7、件的时候，尽量使系统的另一方面来自主轴系统的振动，其中包括在加工零件时，工作频率避开工件的固有频率范围，以防止共振。砂轮与零件摩擦造成的振动，以及皮带带动主轴时产生的CATIA具有强大的三维造型能力。ABAQUS是国际振动。而砂轮架的动态性能直接影响主轴系统的工作，从上最先进的大型通用有限元分析软件之一，具有强大的计而影响零件的加工精度。所以在这样复杂的振动环境下·15·表1砂轮架前六阶固有频率对应振型描述格