基于ANSYS的横梁进给系统结构优化.pdf

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1、2014年8月机床与液压Aug．2014第42卷第l5期MACHINETOOL＆HYDRAULICSVo1．42No．15DO1：10．3969／j．issn．1001—3881．2014．15．039基于ANSYS的横梁进给系统结构优化周乐，袁军堂，汪振华(南京理工大学，江苏南京210094)摘要：横梁进给系统作为龙门式机床的主要组成部分，其静动态性能直接影响机床的性能，而横梁进给系统的结构决定着它的静动态特性，因此很有必要对其进行结构优化。利用有限元软件ANSYS对横粱进给系统进行静动态特性分析，分别研究单丝杠的安装位置、单双丝杠的使用以及双丝杠的跨距对横梁进给系统的影响。结果表明：单丝

2、杠安装在十字滑座质心时横梁进给系统静动态性能最好；双丝杠两点支承比单丝杠一点支承抗扭转能力好，出现扭转振型时，双丝杠频率比单丝杠高18．9％；双丝杠的跨距越大，横梁进给系统抗扭转能力越好，对应频率最大提高36．3％。关键词：横梁进给系统；ANSYS；结构优化；丝杠；跨距中图分类号：THI2文献标识码：A文章编号：1001—3881(2014)15—154—5StructureOptimizationofTransversalFeedSystemBasedonANfSYSZH0ULe．YUANJuntangWANGZhenhua(NanjingUniversityofScience&Techn

3、ology，NanjingJiangsu210094，China)Abstract：Asamainmemberofgantrymachiningcenter，transversalfeedsystem’staticanddynamiccharacteristicsdirectlyaf-feettheperformanceofgantrymachiningcenter．Itsstructuredeterminesthestaticanddynamiccharacteristicsofthesystem，SOitisnecessarytooptimizethestructureofthesyst

4、em．FiniteelementsoftwareANSYSwasusedtoanalyzethestaticanddynamiccharacter—isticsofthetransversalfeedsystem．Influencesofinstallationpositionofsinglescrew，theusageofsingleordoublescrewanddouble—screwspanonthetransversalfeedsystemwereanalyzed．Thesimulationresultsshowthatthetransversalfeedsystemhastheb

5、eststaticanddynamiccharacteristicswhensingle—screwmountingonthecrossslidemasscenter；double—screwwithtwopointssupporthasstron—geranti—overturningmonlentabilitythansingle—screwwithonepointsupport：double—screwsystemfrequencyis18．9％higherthansin—gle—screwsystemwhentorsionmodeshapeisappeared；withtheincr

6、easingofscrewspan，anti—overturningmomentabilityofthesystemisimprovedandthesystemfrequencyisincreasedupto36．3％．Keywords：Transversalfeedsystem；ANSYS；Structureoptimization；Screw；Span随着科学技术的发展，企业对加工精度的要求也在进给系统中，企业都将丝杠安装在两导轨中间越来越高。龙门式机床有加工跨距大、加工效率高、的位置，对于对称的系统结构来说，这是最佳的安装刚度高的特点，适用于批量、高精度加工，因此龙门位置，但是对于横梁

7、进给系统这种上下不对称的结式机床在实际生产中起着越来越重要的作用。横梁进构，丝杠居中安装不一定是最佳的选择，而对此并没给系统是机床的重要组成部分，其静动态特性对加工有文献阐述。越来越多的国内机床采用双丝杠替代原质量有直接影响，特别是它的动态特性在很大程度上有的单丝杠结构，但是没有相关文献论述双丝杠的横决定了机床的加工质量和切削能力，而系统的结构直梁进给系统比单丝杠的好，且丝杠安装跨距对横梁进接决定了系统的静动