数控落地铣镗床滑枕动态特性分析与研究.pdf

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1、2015年5月机床与液压Mav2015第43卷第10期MACHINETO0L＆HYDRAULICSVo1．43No．10DOI：10．3969／j．issn．1001—3881．2015．010．002数控落地铣镗床滑枕动态特性分析与研究王云，武美萍，左晓芳，王称心(江南大学机械工程学院，江苏无锡214122)摘要：分析滑枕的工作过程，在此基础上计算出滑枕在不同工况下的受力及挠曲变形情况，并计算出滑枕在静力作用下的补偿力。利用Pr0／E建立滑枕模型，借助有限元分析方法分析滑枕在不同工况下的应力和变形，并进行优化设计。对优化后的模型进行模态分

2、析，确定优化后模型的振动情况。关键词：滑枕；建模；挠曲变形；受力分析中图分类号：TH12文献标志码：A文章编号：1001—3881(2015)10-005—6DynamicCharacteristicsAnalysisandResearchforRamOfCNCFloor-typeMillingandBoringMachineWANGYun，WUMeiping，ZUOXiaofang，WANGChengxin(SchoolofMechanicalEngineering，JiangnanUniversity，WuxiJiangsu214122

3、，China)Abstract：Theramworkprocesswasanalyzed．Onthebasis，stressandflexuraldeformationoftheramwerecalculatedunderdif-ferentconditions，andthecompensationforceunderstaticeffectwascalculated．TheranlmodelwasbuihbyPro／E，finiteelementa—nalysismethodwasusedtoanalyzeitsstressanddefo

4、rmationunderdifferentconditions，anditsstructurewasoptimized．Finally，modalanalysiswasmadetotheoptimizedmodeltodeterminevibrationconditionoftheoptimizedmode1．Keywords：Ram；Modeling；Deflection；Stressanalysis当今世界数控机床技术正向着精密、复合、高枕内移动(z轴)，主轴箱沿立柱上、下移动(Y速、高效方向发展。数控落地铣镗床作为主要的大型轴)，立柱

5、沿床身进行横向移动(X轴)；回转工作零件加工设备之一，包括轴、l，轴、z轴、轴4台可作360。回转和纵向线性移动。个坐标轴，各轴可自动定位，能完成铣、钻、绞、攻丝及镗孔等各种工序加工。可以实现4轴联动．适用立柱于各种箱体、板件、盘件、壳体件和模具等多品种零件的批量生产，其加工工艺范围广、加工精度高，尤滑枕其是大功率、强力切削是落地铣镗床的一大加工优势]。滑枕是数控落地铣镗床中的主要部件之一，铣轴和镗杆都安装在滑枕中．滑枕是加工过程中的直接受力部件，而加工过程中滑枕的行程可达到700mm，其结构直接影响着加工和定位精度。目前大部分针对滑枕的研

6、究都是在热态下进行的，对它在各种工况下的受力变形的研究甚少。文中以TK6913系列数控铣图1TK6913数控落地铣镗床三维结构视图镗床为研究对象．对滑枕在各种工况下的挠曲变形进1．2影响滑枕变形的因素分析行分析并对其结构进行优化。数控落地铣镗床滑枕的变形常表现为所谓的低头1滑枕的工作过程和变形影响因素分析现象。如图2所示。这种现象可归结为以下几个原1．1数控落地铣镗床的工作过程因]：(1)滑枕及附件的移动所造成的；(2)滑枕数控落地铣镗床整机(见图1)由立柱、床身、在工作过程中由于行程过大而造成其重心的偏离，从主轴箱、滑枕、滑座等组成．该系

7、列机床的主机结构而引起了弯曲现象；(3)主轴箱的变形也会引起滑运动状况：滑枕在主轴箱内移动(W轴)，镗杆在滑枕的低头现象；(4)立柱的变形。收稿日期：2014—03—27基金项目：工业和信息化部“高档数控机床与基础制造装备”课题(2010ZX04001．071)作者简介：王云(1986一)，男，硕士研究生，研究方向为机械设计、制造及其自动化。E—mail：zdhwhd@163．com。·6·机床与液压第43卷llillllillll⋯一⋯一]I图2滑枕因变形产生低头现象l1．．一工作人员都希望机床的主轴在其工作范围之内是处于稳定状态的，但是

8、实际中并不是这样的。在实际图4在补偿杆下滑枕的受力分析的加工过程中机床的滑枕要伸出．其自身的重力会导2．2滑枕在工作过程中的受力分析致主轴产生一定的形变，就是通常所说的低头。图2