基于COSMOSXpress的定梁龙门加工中心静刚度分析.pdf

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1、基于COSMOSXpress的定梁龙门加工中心静刚度分析杨红军王建军(宝鸡机床集团有限公司，陕西宝鸡721013)摘要：针对龙门加工中心产品设计中缺少部件及整机刚度参考值问题，通过对一种龙门加工中心的模型设计进行COSMOSXpress有限元分析和计算，获得了机床主要部件的静刚度参数，在此基础上求解了整机加工刚度参数K和整机部件的刚度分配比例￡。刚度参数为龙门加工中心的刚度设计提供了定量参考，求解过程为同类机床的刚度分析提供了一种简捷可行的方法。关键词：定梁龙门加工中心刚度COSMOSXpress刚度分

2、配比例中图分类号：TH122文献标识码：AStaticStiffnessAnalysisofFixedCrossbeamGantryFrameMachiningCenterBasedonCOSMOSXpressYANGHongjun，WANGJianjun(BochiMachineToolGroupCo．，Ltd．，Baoji721013，CHN)Abstract：Accordingtoscarcityofstifnessinproductiondesignofgantryflamemachiningc

3、enter，atypeofthismachiningcenterwasanalysedwithCOSMOSXpressFEMandwithcomputationtoacquirethestaticstifnessesofmachine’smaincomponents．Basedonthosestifnesses．thestiffnessKofmachineandra—tio占ofcomponent’Sstiffnesswereseeked．ThosestifineSSparametersprovided

4、confirmableconsultforgantryframemachining(：enteI’design．Theprocessgivesasimplemethodforthesametypemachinetool’Sstiffnessanalysis．Keywords：GantryFrameMachiningCenter；Stiffness；COSMOSXpress；RatioofComponent’SStiffness龙门加工中心广泛应用于机械行业各种大型件的度及整机的刚度分配比例，为同类机床的

5、刚度设计提加工，工件一次装夹能完成铣、钻、扩、镗、攻、锪等加工供了参考，也为类似机床的刚度设计与分析提供了一工序。多工序加工对机床精度要求较高，而机床整机种方法与思路。的刚度控制是提高机床加工精度的关键，所以不管是COSMOSXpress是Solidworks软件附带的有限元低速重载还是高速龙门加工中心都对机床刚度有较高分析插件，该插件功能单一，但操作简单，经生产实践的要求。分析精度较好，能满足单个零件静态应力、应变和位移同时，龙门加工中心的机床加工刚度未见于各种等的有限元分析。手册与资料中，这就给立式

6、龙门加工中心的刚度设计本文分析的摹本思路是：对龙门加工中心整机按与分配带来了不便。而刚度又是机床再耍的性能指部件分别进行刚度分析，得到各部件的刚度值，然后计标，不合理的机床刚度可能导致机床加工精度低，异常算出整机的刚度值；根据各部件的刚度值建立整机刚振动，或机床刚度过大，造成浪费。本文在龙门加工中度分配比例。将整机分为工作台进给部件，主轴部件，心的刚度设计中，应用Solidworks的COSMOSXpress有滑台部件和立柱横梁部件四大部件(图1)，四大部件限元分析，得出一种线轨定梁龙门加二J中心的加工

7、刚组成图2所示弹性串联系统。第一作者：张行，男，1986年生，硕士研究生，主要(收修改稿日期：2010—08～23)研究方向为智能CAD／CAM：文章编号：110122如果您想发表对本文的看法，请将文章编号填入读者意见调壹表中的相应自童。(编辑余捷)鼋u『l毕幂1朋DesignandResearch设计与研究立式龙门加工lf】心在、方向上结构不同，静2部件刚度分析刚度仔在差异。经过分析，机床横梁立柱、上作台进给在向刚度最弱，所以本文将向作为刚度分析的方2．1主轴部件刚度向。根据图1结构简图，主轴箱行程位

8、于最下端时，在主轴部件包括主轴箱和z向滚动线性导轨，在载载荷力作用下，各部件支反力最大，变形也最大，荷F⋯作用下的变形由主轴箱自身的变形和导轨的整个系统刚性最弱，所以本文使用该位置分析整机刚接触变形两部分组成。性，部件的所有变形都计算转化为该点的变形位移，以首先使用COSMOSXpress分析得到主轴箱的变便叠加计算。形。以F⋯作为分析负载作用于切削点，箱体z导轨对于系统存在的丝杠、轴承、导轨等标准外购件，滑块支撑面固定为输入条件，使用软件