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隨著現(xiàn)代工業(yè)的迅速發(fā)展，數(shù)控車(chē)床以其高精度、高質(zhì)量、高效率等優(yōu)良加工性能在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中使用越來(lái)越廣泛，而數(shù)控車(chē)床的床身作為數(shù)控車(chē)床的關(guān)鍵性基礎(chǔ)部件對(duì)保證數(shù)控車(chē)床的加工性能起著至關(guān)重要的作用。因此，開(kāi)展對(duì)數(shù)控車(chē)床床身的動(dòng)靜態(tài)特性研究對(duì)提高數(shù)控車(chē)床加工性能大有益處。本文以CK6136數(shù)控車(chē)床床身為研究對(duì)象，采用大型有限元fxrjANSYSl0.0對(duì)其進(jìn)行靜力分析和模態(tài)分析，并根據(jù)結(jié)果對(duì)原有結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化，從而提高數(shù)控車(chē)床的動(dòng)靜態(tài)特性，增強(qiáng)其加工性能和降低生產(chǎn)成本。
床身是車(chē)床的重要基礎(chǔ)件，它的動(dòng)態(tài)特性和靜態(tài)特性直接影響車(chē)床的加工精度及精度穩(wěn)定性。以CK6136型數(shù)控車(chē)床為研究對(duì)象，采用Pro/EWildfire 3.0建立床身的實(shí)體模型，借助大型有限元軟件ANSYS對(duì)其進(jìn)行靜力分析與模態(tài)分析。靜力分析結(jié)果表明該機(jī)床的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)于保守，3個(gè)方向的剛度分布不均勻；模態(tài)分析結(jié)果表明床身的上面及床身后側(cè)面的局部剛度比較薄弱。根據(jù)有限元分析結(jié)果，對(duì)CK6136型數(shù)控車(chē)床的床身結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化，確定合理的床身結(jié)構(gòu)，為CNC數(shù)控車(chē)床設(shè)計(jì)與制造提供理論依據(jù)。
有限元分析的最終目的是要還原一個(gè)實(shí)際工程系統(tǒng)的數(shù)學(xué)行為特征。因此，在對(duì)具體問(wèn)題進(jìn)行有限元分析時(shí)，首先需要建立針對(duì)該問(wèn)題的有限元模型。建立有限元模型是進(jìn)行有限元分析的基礎(chǔ)，而選擇合理的建模方法是建立準(zhǔn)確的有限元模型的關(guān)鍵。針對(duì)ANSYS軟件實(shí)體建模功能相對(duì)薄弱的缺點(diǎn)，本文采用的建模方法是在三維CAD軟件Pro/ENGINEER Wildfire3.0中建立床身結(jié)構(gòu)實(shí)體模型，然后利用ANSYS10.0提供的與Pro/E的接口功能，將Pro/E中建立的床身結(jié)構(gòu)實(shí)體模型導(dǎo)入到ANSYS中，從而建立床身的有限元模型。CK6136數(shù)控車(chē)床床身結(jié)構(gòu)為不規(guī)則的空間幾何模型，床身結(jié)構(gòu)尺寸為2 150mm×380 mm×330mm，材料為HT200，密度為7.8×103kg/m3，彈性模量為110GPa，泊松比為0.26。為了有限元分析的便利，有必要在建立床身有限元模型時(shí)對(duì)其實(shí)體模型進(jìn)行諸如忽略各處過(guò)渡圓角以及床身內(nèi)部筋板的連接方式為理想焊接形式等方面的簡(jiǎn)化。
