基于有限元方法的超硬刀具磨床主軸系統(tǒng)特性研究與優(yōu)化.pdf

1、機(jī)床工業(yè)對(duì)國(guó)家各工業(yè)部門(mén)的裝備自動(dòng)化和制造業(yè)自動(dòng)化的實(shí)現(xiàn)有直接影響，其發(fā)展水平是衡量一個(gè)國(guó)家綜合國(guó)力的重要指標(biāo)之一。超硬刀具磨床是機(jī)床的一種。
　　磨床在進(jìn)行磨削加工時(shí)，主軸系統(tǒng)的靜動(dòng)態(tài)性能對(duì)機(jī)床的加工精度有很大影響。因此磨床主軸系統(tǒng)的靜動(dòng)態(tài)性能分析在機(jī)床的設(shè)計(jì)中占據(jù)著重要地位。釆用有限元法對(duì)主軸系統(tǒng)的靜動(dòng)態(tài)特性進(jìn)行分析，探究高速磨削過(guò)程中的應(yīng)變和受迫振動(dòng)問(wèn)題；進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，提高主軸設(shè)計(jì)的水平，縮短設(shè)計(jì)時(shí)間，降低設(shè)計(jì)成本，對(duì)提高磨

2、床整機(jī)性能具有重要現(xiàn)實(shí)意義。本文針對(duì)京誠(chéng)機(jī)床公司某型號(hào)磨床，利用有限元分析ANSYS軟件，以改善主軸靜動(dòng)態(tài)特性、提高磨床加工性能為研究目的，進(jìn)行了主軸系統(tǒng)的性能分析和優(yōu)化設(shè)計(jì)，具體包括：
　　1．根據(jù)磨床主軸系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和實(shí)際工況，采用SolidWorks軟件建立主軸系統(tǒng)實(shí)體模型。將實(shí)體模型導(dǎo)入ANSYS軟件，確定主軸的載荷和約束條件，選定單元類(lèi)型，進(jìn)行網(wǎng)格劃分，建立了精確的磨床主軸系統(tǒng)有限元分析模型。
　　2．選取磨床主軸的

3、兩種工況，采用有限元法對(duì)主軸系統(tǒng)進(jìn)行靜力學(xué)分析、模態(tài)分析和諧響應(yīng)分析，得到了主軸出現(xiàn)最大變形的位置及其靜剛度、固有頻率和諧響應(yīng)峰值。對(duì)比不同工況下主軸系統(tǒng)的性能，進(jìn)而發(fā)現(xiàn)其設(shè)計(jì)薄弱環(huán)節(jié)。
　　3．利用ANSYS的APDL參數(shù)化語(yǔ)言，建立主軸系統(tǒng)的參數(shù)化有限元模型。選用ANSYS自帶的優(yōu)化工具完成主軸系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)，使得主軸結(jié)構(gòu)變輕，剛度提高，并獲得更優(yōu)的靜動(dòng)態(tài)性能。
　　課題研究成果為機(jī)床主軸系統(tǒng)的靜、動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)提供了依據(jù)，縮短