高精度轴承内圆磨床动态设计.pdfVIP

· 机械制造与研究 · 黄国庆，等 ·高精度轴承内圆磨床动态设计 高精度轴承 内圆磨床 动态设计 黄国庆 ，张明 (无锡机床股份有限公司。江苏 无锡 214061) 摘 要：基于有限元法进行高精度数控轴承内圆磨床动态特性分析与结构优化设计。分析揭 示了床身为整机的薄弱环节，特别是抗扭刚度有待提高。提出5种米字型筋板的结构布局 ，对 比分析得到动态特性优良的床身设计方案，改进后的整机可大幅度提高动态特性。 关键词：轴承内圆磨床；动态特性 ；有限元法；床身筋板结构。 中图分类号．TH133．3 文献标志码 ：B 文章编号：1671-5276(2010)05-0023--03 DynamicDesignofHighPrecisionBearingInternalGrinder HUANG Guo-qing，ZHANG Ming (WuxiMachineToolCorporation，Wuxi214061，China) Abstract：Dynamicanalysisofbearinginternalgrinderisdonebythefiniteelementmethod．Thispaperproposesfivekindsof“米” structuresofnbaimingattheweaknessoftorsionalrigidityandfindsouttheoptimizeddesignschemeofthebeddynamicperform ‘ —N，gg～，a皇ll4§ ance．Theconclusionshowsthatthedynamicbehaviorofmodifiedgrinderismoreexcellentthanthatoforiginalgrinder． O 0 0 0 0 Keywords：bearinginternalgnnder；dynamicbehavior；finiteelementmethod；structureofrib O啪 8 6 4似 2耋； 机床是一个弹性系统 ，在交变激振力 (即动态力)的 作用下，将产生振动。这就需要对机床的动态特性和机床 的动刚度问题进行研究。 国内许多学者做了大量有益的工作。概括起来：1) 通过改变机床床身的筋板类型和布局设计实现对机床机 构静、动态特性的优化 ¨；2)应用模糊理论来实现机械结 构的优化设计和动力学模型修正 ；3)以固有频率和相 对振动位移量为设计方案评价标准，对机床床身及整机进 行了动态优化 。 国外机床制造公司虽然对机床部件的动态优化设计 图1 有限元模型 方面在技术上必威体育官网网址，但也发表了很多相关的有参考价值的 文献 。所涉及的方法对于机床结构件的动态优化设 计都具有很好的指导意义。 通过研究高精度数控轴承磨床整机动态特性，针对机 床的薄弱环节，提出米型筋板布局结构床身，并对几种米 型筋板结构床身设计方案的分析比较，得到了动态特性优 良的设计方案。 1 整机结构动力学模型及分析 ~equency／Hz 建立磨床各部件 CAD模型，组装生成轴承内圆磨床 的整机有限元模型，如图 1所示： 图2 磨床整机谐响应 曲线 结合面采用了刚性连接。为了掌握在动态干扰激励 机床结构的抗振性能 ，首先对整机进行谐响应分析。考虑 振型如图3所示 ： 到磨床的正常工作转速在 12000r／min，分析计算了40— 第 1阶模态主要表现为局部模态，该振型的