基于PROE和ANSYS Workbench的卧式加工中心回转座结构设计与优化.docVIP

基于PRO/E和ANSYS Workbench的卧式加工中心回转座结构设计与优化 □楚文龙 □李英杰 □蒋君平 沈阳机床（集团）有限责任公司 沈阳 110142 摘 要：运用PRO/E对某型号卧式加工中心回转座进行结构设计，利用ANSYS Workbench对影响工作台精度的重要零件，即液压夹紧缸的夹紧力对回转座的夹紧情况进行分析，得到回转座受力的变形云图和应力云图，找出回转座的薄弱位置，修改PRO/E模型，对薄弱位置进行结构优化，利用ANSYS Workbench与PRO/E的联动功能，采用改进后最优的参数，确认优化结果。 关键词：回转座 结构设计 ANSYS Workbench PRO/E 中图分类号：TG548 文献标识码：A Design and optimize for rotary tables of horizontal machining centers on the PRO/E and ANSYS Workbench □Chu Wenlong □Li Yingjie □Jiang Junping SHENYANG MACHINE TOOL(GROUP) CO.,LTD Shenyang 110142 Abstract：Use PRO/E design the modeling of exchangeable rotary tables of machining centers, then make static analysis by finite element analysis software ANSYS Workbench on the most important part of the table. The result shows the deformation and the strain distributing diagram of the table under its work circumstances. Then optimize the thickness and the width of the weakness of the table, then contrast the deformation and the strain distributing of the two, and choose a better one. Finally change the parameter in PROE by ANSYS Workbench use the better one. Keywords: Rotary tables Design ANSYS Workbench PRO/E 回转工作台是卧式加工中心不可缺少的重要功能部件之一，该部件不但能固定重大加工零件，还可以实现零件的回转运动，另外这种结构通常还配有工作台交换装置。其优点是：可以扩大机床的加工范围，实现一次装夹后对工件多个面进行加工，并可以缩短加工中的辅助时间和提高加工效率。回转座是回转工作台的核心零件，是滑座和工作台的链接零件，它即可以随滑座做直线运动，也可以带动工作台做回转运动。当机床处于直线运动和机械加工时，需要用液压缸对回转座进行夹紧，为防止夹紧力使工作台产生变形，需要对回转座结构进行优化设计，以提高其刚性。 ANSYS Workbench是一个将CAD软件和CAE软件进行无缝链接的研发平台。它已经不仅仅满足于为使用者提供一个用于分析计算的工具，更多的是应用于研发领域，为企业综合应用各种CAD和CAE软件提供了全新的平台，称为协同仿真环境。在此环境下，可以很好的实现对产品的设计、分析、优化和试验的协同管理，使设计人员、分析人员、试验人员和管理人员在一个平台上实现对各软硬件及数据等资源的共享与交流，极大的提高了设计研发的效率。本文将应用ANSYS Workbench对PRO/E建模的回转座进行分析。 1 可交换回转工作台的模型的建立 由于工作台结构复杂，所以采用PRO/E对其进行三维建模，可交换回转工作台是由床身、滑座、转座、工作台、交换站台等五个基本部分组成（如图1）。床身为基础大件，其上面安装有直线导轨，滑座带动回转座和工作台在床身直线导轨上做直线运动，回转座带动工作台可实现360°的回转运动，交换站可以实现工作台交换。 图1 可交换回转工作台结构模型 2 关键部位有限元受力分析及优化设计 加工过程中工作台处于静止状态，影响精度的主要因素存在于在滑座与回转座的联接部位(如图2)，该联接由5个液压夹紧缸实现，夹紧缸之间的角度为60°，由于需要安装用于回转驱动的涡轮蜗杆，所以1号与5号油缸之间的角度为120°(如图3