数控化再制造机床导轨结合面刚度分析.pdf

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1、·设计与研究·组合机床与自动化加工技术文章编号：1001—2265(2010)10—0016—04数控化再制造机床导轨结合面刚度分析浦秋林，黄筱调，洪荣晶(南京工业大学机械与动力工程学院，南京210009)摘要：基于有限元法及赫兹接触理论，以机床数控化再制造中的改造导轨为研究对象，在ANSYS中，对贴塑导轨及直线滚动导轨进行了有限元接触分析，得到栽荷与变形量之间的关系，通过曲线拟合，求得其法向刚度；基于赫兹接触理论，用解析法计算了直线滚动导轨的法向刚度，并与有限元法得到的结果进行了对比，从而为今后的机械动态性能分析奠定基础。关键词：再制造；导轨；刚度；

2、赫兹接触理论；ANSYS中图分类号：TH16；TG65文献标识码：ATheStiffnessAnalysisofGuidesJointSurfaceinNumericalRemanufactureofMachineToolPUQiu—lin，HUANGXiao—diao，HONGRong-jing(CollegeofMechanicalandPowerEngineering，NanjingUniversityofTechnology，Nanjing210009，China)Abstract：BasedontheFEMandHertzcontactthe

3、ories．withtheremanufacturedguidesinnumericalre-manufactureofmachinetool，wehavegottherelationshipbetweenloadanddeformationbytheresearchofthelaminatingguideandslideguidebasedoncontact-elementmethodinANSYS，andthenobtainedtheirnormalstiffnessbyfittingcurve；thenormalstiffnessofthelin

4、earrollingguidecalculatedbasedHertzcon-tacttheoriescontrastwiththeresultsoftheFEM，thuslaythefoundationfordynamicperformanceanaly-sisofthemechanicalforthefuture．Keywords：remanufacturing；guides；stiffness；Hertzcontacttheories；ANSYS0引言析奠定基础。1基于ANSYS的有限元非线性接触分析机床数字化再制造技术是指通过改造旧机床的机械结

5、构和控制系统，使旧机床达到现代数控机床接触分析是典型的非线性问题，在ANSYS中，利性能，以满足现代数控机床的生产率、精度、环境和用接触单元法，在两接触面或潜在的接触面间建立技术标准的工程技术。其中，导轨的改造是机床数接触单元，通过接触单元这类特殊的“约束”来准确控化再制造中的一项重要内容。常用的导轨改造方模拟结合面间的状态。以某改造机床为研究对象，法有：①使用聚四氟乙烯软带对原导轨进行贴塑；②原机床经过多年长期工作，导轨磨损较为严重，影响对原滑动导轨刮研修复；③将原滑动导轨改造成滚了机床的加工精度。根据承载能力及刚度、移动速动导轨；④改造成静压导轨⋯

6、。度等的要求不同，有两种改造方案，即在原导轨上进行贴塑或将原滑动导轨改造成滚动导轨。现分别对从机械结构方面说，机床的加工精度和使用寿两种方案下的导轨刚度进行分析。命很大程度上决定于导轨的质量。高的定位精度和运动精度要求机床导轨等基础部件具有很高的刚1．1贴塑导轨ANSYS有限元分析度。本文以再制造机床为研究对象，通过有限元工贴塑导轨是一种金属对塑料摩擦接触形式的导具ANSYS及赫兹接触理论，分析改造后不同的导轨轨类型，属滑动摩擦导轨。导轨的一个滑动面上贴类型结合面的刚度，为今后的机械结构动态性能分有一层抗磨软带，另一个滑动面通常是淬硬的起支收稿日期：2

7、010—04—26基金项目：江苏省工业装备数字制造及控制技术重点实验室高技术项目(BM2007201)；江苏省自然科学基金(BK2008374)；江苏省科技支撑(工业)项目(BE2009167)作者简介：浦秋林(1985一)，男，江苏常熟人，南京工业大学机械动力工程学院硕士研究生，研究方向为先进制造技术，机床数控化再制造技术，(E—mail)pqlhero@yahoo．COD]．cn。·16·2010年第10期·设计与研究·承作用的导轨面。常用的软带是以聚四氟乙烯(PT—FE)为基本材料，添加合金粉和氧化物的高分子复合材料。这种软带有耐摩擦性和耐腐蚀性

8、较高、抗“爬行”性好、具有较高的抗压强度、能很好的承受冲击及振动负荷等优点，是目前机床导轨改造