数控重型机床阶梯式导轨的有限元分析.pdfVIP

· 机械制造与研究 · 彭志，等 ·数控重型机床阶梯式导轨的有限元分析 数控重型机床阶梯式导轨的有限元分析 彭志 。王立鹏 (1．沈阳机床集团，辽宁 沈阳 110142；2．沈阳化工大学。辽宁 沈阳 110142) 摘 要：对于重型数控机床，导轨起到至关重要的导向和支撑作用。导轨的形式、结构直接影 响数控机床的刚度，进而影响机床的精度及稳定性。阶梯式铸铁导轨是重型机床常采用的导 轨形式。文中采用有限元分析法对大型机床立柱的阶梯式导轨进行静力分析，分析出其受力 情况。分析结果为导轨几何尺寸及阶梯差提供了可靠的理论数据，并在实践中得以应用。 关键词：导轨；阶梯差；有限元 ．冈4度 中图分类号：TG659 文献标志码：A 文章编号：1671—5276(2011)02-0028-02 FEM onSteppedGuidewayofHeavyM achineTool PENGZhi。 WANGLi—peng ， (1．ShenyangMachineToolGroup，Shenyang110142，China； 2．ShenyangInstituteofChemicalTechnology，Shenyang110142，China) Abstract：Theguidewayplaysanimportantpartinguidingandsupportingforheavymachinetoo1．Thetypeandstructureoftheguide— wayaffectsdirectlytherigidity，accuracyandstabilityofmachinetoo1．Thesteppedcast·ironguidewayisoftenadop’tedinheavy ma- chinetoo1．ThisarticleusesFEM (finiteelementmethod)tomakethepractiaclanalysisofthesteppedguidewayandgetsthestress result．Thereliabletheoreticaldataisofferedforgeometricaldimensionandsteppeddifference ，andthisresultisputintopractice． Keywords：guideway；steppeddifference；finiteelement；rigidiyt 导轨，两导轨受力相差很大，受力均布性差 ，磨损程度严重 0 前言 不一致，导轨的不均匀磨损破坏了导轨的导向精度，从而 影响机床的工作精度。 由于重型机床需要承载更大的载荷，其刚性对于数控 针对两导轨受力不均的问题，传统的设计方法，对机 重型机床来说，显得更加重要。导轨作为机床的基础结 床铸铁导轨仅作一些简单的静力计算 ，很难达到理想的最 构 ，进给系统的重要环节，在整个数控机床中起到导 向和 佳结果。现针对某重型数控机床的立柱导轨进行有限元 支承作用 ，导轨的结构及刚度是运动部件在外力的作用 分析，合理建模 ，根据机床实际结构，结合静力计算，考虑 下 ，能够沿预定的轨迹准确无误的运动的重要保证。影响 实际工况受力情况，在几处特殊点，对立柱导轨施加力，做 机床整体刚性的因素较多，但导轨的刚性对机床起到至关 有限元分析，优化导轨最佳几何尺寸及阶梯差尺寸，使两 重要的作用 ，导轨的精度、刚度及结构形式等对机床刚度， 导轨受力均布性更好，保证导轨的刚度 ，提高的耐磨均匀 加工精度和承载能力有着直接影响。 性，从而保证机床在重载下，能够长期连