数控外圆磨床床身的有限元分析与优化.pdf

《数控外圆磨床床身的有限元分析与优化.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、精密制造与自动化2012年第4期数控外圆磨床床身的有限元分析与优化陈卫菊钱梅王均涛(上海机床厂有限公司上海200093)摘要利用solidwo~s软件建立了数控外圆磨床床身的三维模型，并在simulation软件模块中对其进行了静力学和模态的有限元分析，根据分析结果对床身的壁厚、掏沙孔型等不合理结构进行修改。结果表明，磨床床身经有限元分析和优化后，床身的最大应力可以降低22．27％，床身的质量可以减少9．14％，solidwo~s分析软件为设计出性能优良、成本低廉的床身提供了理论支持。关键词磨床床身优化分析模态结构刚度数控外圆磨床在现代制造加工领域中起着举求解精度，又不会因为网格太密而导致计算

2、费时。在足轻重的作用，磨床的性能优劣将直接影响加工精simulmion模块中选择基于曲率的网格，最大单元大度，因此如何提高磨床的性能成了设计成功与否的小为235．242mm，最小单元大小为47．0483mti1，雅关键。可比点位为4点，进行网格划分，单元总数为55756，床身是数控外圆磨床的关键和基础部件之一，它节点总数为106502，如图iN示。起着支撑工件、工作台、头架、尾架和砂轮架等关键零部件的作用。数控磨床床身结构的设计尺寸和布局形式，决定了其本身的各种动态特性，即静、动刚度。往往由于床身结构设计的不合理，导致床身的刚度不足，引起各种变形和振动，降低了零件的磨削精度；或按传统的方法进行

3、设计，床身的安全因数过高，就会造成成本增加。因此，对数控外圆磨床床身结构的研究显得尤为重要。随着计算机技术的快速发展，CAE分析软件可以帮助设计人员有效地解决设计问题，并可以进行图1数控外圆磨床床身的有限元模型多种设计方案的比较。运用solidworks软件中的simulation模块对H234数控外圆磨床的床身进行1．3边界条件的定义和载荷的加载了静力学和模态分析，并对其结构进行了优化，为床身通过l2个垫铁放置在地基上，在前床身上设计出性能优良、成本低廉的床身提供了理论支持。有头架、尾架和工件，在后床身上有砂轮架和垫板。其中：头架为400kg；尾架为200kg；工件为150kg．砂轮1床身的

4、静力学分析架和垫板为1500kg。1．1有限元模型的建立因此，在机床未工作时，机床床身仅受到头架、根据已有图纸按照实际尺寸在solidworks软件中尾架、工件、砂轮架和垫板的重力。由于工件由建立H234数控外圆磨床床身的三维模型，忽略床身头、尾架顶持，因此作用在头、尾架的工件重力上的小孔、凸台等细节。床身材料为HT250，其参数为其重力的1／2，砂轮架和垫板作用在后床身的重力为：密度=7300kg／m、弹性模量E=125GPa、为14700N，头架作用在前床身重力为4655N，尾泊松LL／~=0．25。架为2695N方向均为y车由的负方向。1．2网格划分1．4应力和应变结果网格的疏密程度决定

5、求解的难度和精确度，在运~simulation模块，进行有限元分析求解，提一般情况下，选择适当的网格疏密程度，既能保证取计算结果，可以查看到整个床身的应力、变形结9