CA6140机床主轴静动态特征分析.pdf

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1、第51卷第7期V01．5lNo．7农业装备与车辆工程AGRICULTURALEQUIPMENT&VEHICLEENGINEERING2013年7月July2013doi：10．3969／j．issn．1673—3142．2013．07．016CA6140机床主轴静动态特征分析韦辽，李健，杨大勇(545006广西壮族自治区柳州市广西工学院机械工程系)[摘要]主轴部件静动态特性直接影响车床的加工精度和精度稳定性。采用Pro／Engineer软件进行主轴建模，以车床CA6140主轴为分析对象，应用有限元分析软件ANSYSWorkbench建立主轴模型，并对其进行静态和模态分析。通

2、过对有限元计算结果的分析，得到应力和应变分布情况，得到机床主轴前六阶固有额率。这些分析结果为机床设计提供了依据。对提高机床主轴的设计质量具有一定参考价值。[关键词]主轴；ANSYSWorkbench；静动态特征[中图分类号]TG502．31[文献标志码]A[文章编号]1673—3142(2013)07—0060一03StaticandDynamicCharacteristicAnalysisonSpindleofCA6140MachineToolWeiLiao，LiJian，YangDayong(DepartmentofMechanicalEngineering，Guang

3、xiUniversityofTechnology，LiuzhouCity，GuangxiZhuangAutonomousRegion545006，China)[Abstract]nestaticanddynamiccharacteristicsofthespindledirectlyinfluenceprocessingaccuracyandstabilityofthelathe．SpindleismodeledusingPro／Engineer．TakingthespindleofCA6140forresearch，finiteelementanalysissoftwar

4、eANSYSWorkbenchisusedtoestablishspindlemodelandCalTyoutstaticanalysisandmodalanalysis．WiththeanalysisonFEAcalculationresults．山edistributionofstressandstrainarefounded．thefirstsixnaturalfrequenciesmodelsofthemachinetoolspindleareobtained．Theseresultsprovideatheoreticalbasisforthemachinetool

5、designandmanufacturing，andareimportantforimprovingtheperformanceofmachinetoolspindle．[Keywords]spindle；ANSYSWorkbench；staticanddynamiccharacteristic0引言1CA6140主传动系统结构[3]机床主轴是整个机床的核心部件，其静动态特性将对机床的加工精度、被加工表面的质量和生产率产生很大影响。机床产品主轴部件静、动态特性的分析及其结构参数优化研究在机床设计中占据重要的地位[1I。主轴部件是一个复杂的系统，其静、动态特性的改善涉及到多目

6、标的优化，需要对各性能指标进行综合评定[2

7、。以CA6140机床主轴为研究对象，应用ANSYSWorkbench对主轴进行静态和模态分析。通过对有限元计算结果的分析，得到应力和应变分布情况，得到机床主轴前六阶固有额率。对主轴进行模态分析，了解其动态特性，确定主轴的振动特性即固有频率，从而可以判断主轴转速是否合理。这些结果可指导主轴的设计，提高机床的加工精度。收稿日期：2013—04—13修回日期：2013—04—18图1是CA6140机床主轴结构简图。该机床主轴采用3支撑结构。其中前支撑采用双列圆柱轴承，中间支撑和后支撑采用圆柱滚子轴承和带内锥孑L的轴承。含支撑主轴霸牟间支

8、撑舅Inn图1主轴结构简图Fig．1Spindlestructurediagram前支撑第5l卷第7期韦辽等：CA6140机床主轴静动态特征分析612主轴模型的建立2．1主轴实体模型的建立采用Pro／E软件进行主轴部件的几何建模，然后导入ANSYSWorkbench有限元软件转成有限元模型。建立实体模型时，为了方便计算分析，对主轴部件结构进行了简化，简化后的主轴实体模型如图2。图2主轴买体模型Fig．2Spindlesolidmodel2．2网格划分运用Pm／E软件完成主轴建模之后。按照Parasolid标准输出“