轉(zhuǎn)臺(tái)軸向剛度數(shù)值模擬及其影響因素分析

唐 丞，陳 捷，2，王 華，2，周春暉

（1.南京工業(yè)大學(xué)機(jī)械與動(dòng)力工程學(xué)院，江蘇 南京 210009；2.南京工業(yè)大學(xué)江蘇省工業(yè)裝備數(shù)字制造及控制技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，江蘇 南京 210009）

1 引言

數(shù)控轉(zhuǎn)臺(tái)是四軸以上數(shù)控機(jī)床回轉(zhuǎn)軸的主要形式，常應(yīng)用于數(shù)控銑床等裝備中，以完成復(fù)雜零件的加工[1-2]。作為機(jī)床的分度定位部件，靜動(dòng)態(tài)特性是數(shù)控轉(zhuǎn)臺(tái)的研究重點(diǎn)之一，文獻(xiàn)[3]建立轉(zhuǎn)臺(tái)與主機(jī)的螺栓連接模型，分析模型在承受動(dòng)態(tài)切削載荷時(shí)，轉(zhuǎn)臺(tái)在不同螺栓預(yù)緊力下的臺(tái)面位移響應(yīng)曲線。文獻(xiàn)[4]針對(duì)直驅(qū)轉(zhuǎn)臺(tái)中靜壓支撐剛度對(duì)其靜動(dòng)態(tài)特性的影響，對(duì)靜壓支撐進(jìn)行等效計(jì)算，運(yùn)用有限元方法對(duì)直驅(qū)轉(zhuǎn)臺(tái)在不同工況下的動(dòng)靜態(tài)特性進(jìn)行分析。文獻(xiàn)[5]針對(duì)在銑削工況中數(shù)控轉(zhuǎn)臺(tái)產(chǎn)生的高頻振動(dòng)現(xiàn)狀，分析了轉(zhuǎn)臺(tái)的剛度和阻尼特性，建立了轉(zhuǎn)臺(tái)的動(dòng)態(tài)模型。文獻(xiàn)[6]分析數(shù)控轉(zhuǎn)臺(tái)在不同安裝方式下的剛度狀況，研究了不同工作臺(tái)半徑下的軸向、徑向剛度曲線規(guī)律。已有相關(guān)成果，多集中于液體靜壓轉(zhuǎn)臺(tái)軸承剛性和轉(zhuǎn)臺(tái)動(dòng)剛度等方面的研究，缺少對(duì)機(jī)械轉(zhuǎn)臺(tái)軸承剛性及工作臺(tái)多個(gè)結(jié)構(gòu)尺寸對(duì)轉(zhuǎn)臺(tái)靜剛度的影響分析，針對(duì)此問題，以TK13 系列某數(shù)控轉(zhuǎn)臺(tái)為對(duì)象，采用彈簧單元代替軸向滾子的方法[7]，對(duì)轉(zhuǎn)臺(tái)受軸向載荷后的變形量進(jìn)行數(shù)值模擬與測(cè)量，并采用正交試驗(yàn)分析工作臺(tái)結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)軸向剛度的影響規(guī)律。

2 支撐系統(tǒng)結(jié)構(gòu)分析

轉(zhuǎn)臺(tái)結(jié)構(gòu)圖，如圖1 所示。其支撐系統(tǒng)由本體、軸承及工作臺(tái)組成。……