基于ANSYS的数控镗铣床主轴结构动态特性对比分析.pdf

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1、第l2期机械设计与制造2012年12月MachineryDesign&Manufacture151文章编号：1001—3997(2012)12—0151—03基于ANSYS的数控镗铣床主轴结构动态特性对比分析龚文明喻道远乐胜年田裕惠(华中科技大学数字制造装备与技术国家重点实验室，武汉430074)TheComparisonAnalysisofDynamicCharacteristicsofCNCBoringandMillingMachineSpindleStructureBasedOnANSYSGONGWen-ming，YUDao-yuan，LESheng-nian，TIANYu

2、-hui(TheStateKeyLaboratoryofDigitalManufacturingEquipmentandTechnology，HuazhongUniversityofScienceandTechnology，Wuhan430074，China)$一十一、t一十、"一卜十十一’十，卜’q、t1l十q、t十十十一十q、1一、0、tp^—q、t1^t—十qtp^"【摘要】运用Pro／E对两种不同的数控镗铣床主轴结构进行三维建模，将模型导入到ANSYS中，分别采用实体单元SOLID185和弹簧阻尼单元COMBIN14对主轴和轴承进行有限元模型的划分，对主轴进行振动模态和谐

3、响应分析，对比分析结果，找出两根主轴在动态特性上的区别，并根据机床给定参数，得出两根主轴在动态特性上的优劣。同时还对主轴固有频率与轴承跨度之间的关系进行了研究，得出了固有频率与轴承跨距关系曲线图，为数控镗铣床主轴设计和优化提供数据参考。关键词：有限元；动态特性；对比；跨度；主轴【Abstract】Three—dimensionalmodeloftwodiferentCNCboringandmillingmachinespindlesstructureswereestablishedusingPro／E，andthemodelswereimportedintoANSYS，andth

4、eunitSOLID185andthespring-damperunitCOMBINI4finiteelementmodelareusedtodividethespindlesandbearingspindles，andalsothevibrationmodalandharmonicresponseanalysiswasdonetoobtainthediferencesofthedynamiccharacteristicsofthetwospindles．Withthemachineparametersgiven，theprosandCOnsofthetwospindlesont

5、hedynamiccharacteristicsweredrawmTheresearchalsostudytherelationshipbetweenthenaturalfrequencyofspindleandbearingspan，obtainingtherelationshipcurvebetweennaturalfre—quencyandbearingspan，whichprovidesreferentialdataforthedesignandoptimizationofCNCboringandmillingmachinespindle．KeyWords：FiniteE

6、lement；DynamicCharacteristics；Contrast；Span；Spindle中图分类号：TH16；TG537文献标识码：A床精度的主要因素，实现主轴快速优化和改进，提高机床的~jn-r1引言精度。运用Pro／E对两种不同的数控镗铣床主轴结构进行三维建目前，国产的数控镗铣床加工精度和精度稳定性与进口机模，将模型导人到ANSYS中，进行有限元划分，然后进行振动模床存在很大的差距，“高档数控机床与基础制造装备”是《国家中态和谐响应分析，对比分析结果得出两根主轴动态特性的优劣。长期科学和技术发展规划纲要(2006～2020年)》确定的16个重同时研究了主轴固有频

7、率与轴承跨度之间的关系，为数控镗铣床大专项之一，由于我国高端数控机床的起步较晚，为了缩短我国主轴设计和优化提供数据参考。精密数控镗铣床与国外先进机床之间的差距，采用引进一消化一吸收的方式，可以有效促进我国高档数控机床技术的发展。江苏某2主轴结构公司与某大学进行长期合作，在引进某公司(TOS)精密主轴结构常用的数控镗铣床主轴结构有两种。第一种主轴结构，如图设计和制造工艺的基础上，进行自主创新，研发更加精密的数控1所示。主轴通过左右两组轴承安装在机架上，主轴传动齿轮安镗铣床。数控镗铣