臥式加工中心整機動靜態特性研究

（中航工業北京航空制造工程研究所，北京 100024）

機床是一個國家制造業的基礎，高檔數控機床則是一個國家制造水平的重要體現。振興中國的制造工業，首先要振興機床工業，尤其大力發展國產高檔數控機床。輕質、高速、高效和高精一直是世界各大機床生產廠商不斷追求的目標。要想實現這些目標，要求機床具有良好的動靜態性能。研究高檔數控機床的結構動靜態特性，對提升我國制造業的整體水平，縮小同發達國家的差距，振興我國裝備制造業有著極其重大的現實意義。

本文研究的五坐標臥式加工中心主要用于飛機機身薄壁類零件的柔性高效加工。通過對該型機床的結構特性進行分析研究，為機床整機及各關鍵部件的設計提供理論依據和技術支持。通過研究，優化機床的動靜態特性，滿足機床高剛度、高抗振性、響應快和輕量化的設計要求，提高機床的整體設計水平。

1 有限元模型的建立

利用ANSYS軟件提供的接口，把整機簡化后的CAD模型導入ANSYS軟件中，轉化成有限元CAE模型。機床的關鍵部件床身、立柱、垂滑板及橫滑枕都是焊接件，材料選用鋼，各向同性、介質均勻。材料的密度為7800kg/m3,彈性模量為2.06×1011，泊松比為0.28。考慮到機床整體模型的復雜性，同時平衡計算精度和計算時間的要求，采用8節點單元Solid45對零部件進行網格劃分。根據實際邊界條件，對床身底部在聯接螺孔處采用局部固定處理，其他無相對運動的零件之間在聯接螺孔處也采用局部固定處理，部件與部件之間在導軌結合面處采用節點位移耦合的方法進行處理。……