基于ANSYS的加工中心動靜態特性分析

龐曉琛 郭紅

摘 要： 機床動靜態特性是影響高速高精度機床性能的重要因素， 將直接影響機床的最后加工性能， 是高性能機床評定的重要指標。應用有限元軟件對VDL-1000加工中心進行動靜態特性分析，指出了影響加工精度的主要因素，并提出了改進方案，為加工中心的設計和優化提供了重要的理論依據。

關鍵詞： 加工中心； 有限元分析； 模態分析； 結構設計

中圖分類號： TG 502；TH 114 文獻標志碼： A 文章編號： 1671-2153（2017）03-0095-04

0 引 言

機床的動靜態特性研究對機床的加工精度及精度穩定性的影響具有重要的指導意義，其中對機床大件和整體的研究在近階段也是機床研究的重點。本文在對典型結構的加工中心整機結構特點研究的基礎上，利用有限元法對其進行動靜態分析，為改進加工中心結構設計提供了經驗和依據。

1 整機有限元模型建立

選用國內某機床廠的VDL-1000型機床進行分析，其主要參數如表1所示。

VDL-1000整機主要由主軸箱、立柱、床身、拖板、工作臺五大件組成。床身在下方，立柱部件安裝在其右上方，拖板安裝在其左上方，又有工作臺安裝在拖板上，主軸箱安裝在立柱左側面。工作時，主運動由主軸轉動帶動刀具進行切削工件，主軸箱帶動刀具沿立柱Z方向運動，工作臺帶動工件在X方向平動，拖板帶動工作臺沿Y方向平動。由于主軸箱的位置對整機的性能影響很大，當它位于立柱頂部時工況最危險，所以選擇此位置作分析。拖板與工作臺的影響不大，則選擇其工作零點位置作分析。……