HDB-63高速卧式加工中心立柱动静态特性有限元分析.pdf

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1、第8期组合机床与自动化加工技术N0．82011年8月ModularMachineTool&AutomaticManufacturingTechniqueAug．2011文章编号：1001—2265(2011)08—0013一O3HDB．63高速卧式加工中心立柱动静态特性有限元分析球沈媛媛，李全普，段周波(大连华根机械有限公司，辽宁大连116620)摘要：以高速卧式加工中心柱为研究对象，建立了其基于组合体的有限元模型并分析了结构特点。立柱连接着滑架和床身，是加工中心重要的连接部件。为保证加工中心的加工精度和静动态特性，有必要对立柱的静动态特性进行有限元分析，检验立柱的

2、设计是否合理。对立柱进行了静力分析，分析结果表明立柱的变形主要集中在上部。对立柱进行了模态分析，分析结果表明其薄弱环节为两侧支撑。静力分析和模态分析的结果为立柱的结构优化指明了方向。关键词：高速加工中心；有限元法；静力学；动态特性中图分类号：TH114文献标识码：AFEMAnalysisonStaticandDynamicCharacteristicsofColumninHigh-speedHorizontalNCCenterSHENYuan-yuan，LIQuan—pu，DUANZhou—bo(DalianDragonmachineToolCO，LTD，Dalia

3、nLiaoning116620，China)Abstract：High-speedhorizontalboringandmillingmachiningcentercolumnastheobjectofstudy，thefi·niteelementmodalusingcombinationisestablished．ColumnisthekeycomponentinhJgh-speedmachi·ningcenterwhichconnectingsliderandbed．Inordertoassurethemachiningaccuracyanstaticanddy

4、。namiccharacteristicofmachiningcenter，itisnecessarytotakethefiniteanalysisofstaticanddynamiccharacteristicsofcolumntestingwhetherthedesignofcolumnisreasonable．Thestaticanalysisiscarriedoutandresultsshowthatthemostdeformationisintheupperdepartment．Themodelanalysisiscarriedoutandresultss

5、howthattheweakPointofCOlumnisthebothsides．A11theseprovideUSimportantbasisforoptimizingdesigningofcolumn．Keywords：hispeedmachine-centre；FEM；staticdynamicproperties有限元。0引言本文以国家数控专项高速卧式加工中心HDBS一高速加工中心是现代数控机床中最具代表性和63立柱作为研究对象，建立了立柱基于组合体的有技术附加值的产品，作为关乎国民经济建设和国防限元模型，并进行了静力分析和模态分析，找出了立工业发展的关键

6、制造设备，其性能、品质和数量已成柱的薄弱环节，为立柱动静态特性的提高提出了改为衡量国家工业化水平和综合国力的重要标志⋯。进意见。为了使加工中心在保证刚性的前提下具有良好的的1基于组合体的立柱有限元模型静动态特性，在设计中采用了国际流行的BoxinBox结构型式(即箱中箱结构)。由于箱中箱结构刚性较由于立柱是高速加工中心的连接部件，如果只好，所以作为其支撑部件的立柱便成为加工中心最单独对立柱进行分析则无法为其施加载荷，因此建薄弱的环节，因此有必要对立柱的动静态特性进行立主轴箱、滑架和立柱的组合体模型，如图1所示。收稿日期：2011—03—15基金项目：高档数控机床与基

7、础制造装备系列高速立卧式加工中心课题(2009ZX04001一O11)作者简介：沈媛嫒(1981一)，女，河南人，大连理工大学工学硕士，大连华根机械有限公司工程师，(E—mail)shenyuanyuan1981@163．com。