基于ansysworkbench的木工四面刨床下刀轴设计

《基于ansysworkbench的木工四面刨床下刀轴设计》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、第39卷第3期林业科技Vol.39No.32014年5月FOＲESTＲYSCIENCE＆TECHNOLOGYMay2014文章编号:1001－9499(2014)03－0047－03*基于ANSYSWorkbench的木工四面刨床下刀轴设计任长清马超男(东北林业大学，黑龙江哈尔滨150040)摘要:对木工四面刨床下刀轴整体结构进行设计;利用Solidworks2010软件建立了三维模型，并对刀轴结构进行载荷分析计算。在此基础上，借助Ansys12.0中Workbench模块进行有限元静力学分析，分析结果能够提供四面刨床

2、下刀轴应力及变形的参考数据，为后续轴结构的优化设计提供理论依据。关键词:四面刨床;下刀轴;ANSYSWorkbench;有限元分析中图分类号:TS664.04文献标识码:A四面刨床用于一次将工件按照需要的表面形状使压刀条将刀片压紧在刀轴上;沿刀轴长度方向从四个面进行加工，通过机械进给使被刨削的木料共排列9个螺钉，保证刀片装夹牢固;松开这9如板材、方材等成一定的厚度，在切削过程中，依个螺钉，刀片即可退出，进行更换和修磨。刀片靠装在刀轴上的压刨刀做旋转运动和木材的直线运与刀体之间由压刀螺栓通过压刀条固定，既使刀动进行平面加

3、工。下刀轴是木工四面刨床的关键部片牢固，刀轴整体外形又光滑平顺，旋转时不会件，它的强度和寿命对于整台机器的加工性能和安产生气流冲击;刀片在刀辊上间隔90°布置，刀［2］全可靠性都有很大的影响，因此对木工四面刨床下片长度为470mm，满足450mm的加工范围。刀轴的设计与研究是十分必要的。刀轴装配整体结构见图3。电动机通过皮带带动刀轴旋转，刀辊的高速旋转实现刨削。1下刀轴整体结构设计1.1结构设计本研究中的木工四面刨床下刀轴，动力由电机通过皮带轮传动，配有快速换刀机构(图1):在其一端，有一个锁紧销轴3，用于锁紧它与下图

4、1下刀轴整体结构刀轴座组合9、10;卸刀时，松开锁紧销轴3，通1.手柄;2.换刀拉手;3.销轴;4.轴承盖;5.刀片;6.下刨刀轴;过拉动手柄1，将下刀轴座10拉出，下刀轴座与7.下刀轴座上盖;8.轴皮带轮;9.下刀轴座板;10.下刀轴座下刀轴座板9通过导轨连接，轴座沿着燕尾导轨滑出，装卸刀时，皮带轮不随刀轴抽出，无需卸皮带。下刀轴座左端盖4与下刀轴座用2个螺栓［1］连接，下刀轴承盖7用于密封下刨刀轴6。刀辊采用装配式结构(图2)。刀辊上安装有4把刀片，目的是在切削过程中主轴每转一圈，就能对板材进行4次切削，整个结构由

5、刨刀调节器1、刀片2、压刀条3、压刀螺栓4、刀轴5组图2刀棍结构成。通过紧定螺钉将刨刀调节器调整到一定的深1.刨刀调节器;2.刀片;3.压刀条;4.压刀螺栓;5.刀轴度，将刀片插入到与刨刀调节器接触，拧紧螺栓*林业公益性行业科研专项(201204715)、国家自然科学基金项目(31070500)和(31170517)共同资助48林业科技第39卷2基于ANSYSWorkbench的有限元分析图3刀轴装配结构作为木材刨削主要部件的下刀轴，其强度是1.2刀轴载荷分析计算影响木材刨削的主要因素，为保证下刀轴工作的(1)刀轴载荷

6、P计算公式可靠性，对其强度进行了有限元分析。为了得到KV0比较精确的动静态力学特性分析结果，选择P=kW1000SOLID186作为有限元分析的单元类型，该模型既式中，K为单位切削力，MPa;V0为单位时能够保证对三维复杂模型的计算精度，又减少了3间内切下的切屑体积，cm/s。每个单元的节点数量，提高了求解效率［3］。在铣削的情况下，V0可由下式求得2.1三维模型的建立与网格划分3V0=buhxcm/s首先运用三维建模软件Solidworks2010建立刀Kbhxu轴的实体模型，再作为单元类型导入ANSYS中的故P=k

7、W1000Workbench模块，把整体模型作为分析对象，进式中，b为铣削宽度，430mm;hx为铣削深行网格划分(图4)。在“开始”菜单中执行所有度，15mm;u为进给速度，14.5m/s。程序/ANSYS/Workbench命令，启动ANSYS厚切削(e≥0.1mm)时Workbench界面，选择StaticStructural模块，然后K=9.807aawahH导入通过Solidworks建立的轴的三维实体模型。(waqq+)ep定义材料属性时采用的是StructuralSteel对应的参aaH#2=9.807a

8、wh=0.16数，材料为45钢，弹性模量111009.2N/m，泊(waqq+)usinθ3zp松比μ=0.269，密度31089.7kg/m，屈服强度由以上公式求得P=15kW为355MPa。ANSYS中没有单位，统一即可，该平均切削力Fx由切削功率求得，即模型采用的是mm·N·s工程单位制，以便于数1000P［4］。F=据查询