关于ANSYS Workbench数控滚齿机立柱模态分析.pdf

学兔兔 苍于ANSYSWorkbench的放 凉齿机主往簇念分衍 口 胡世军 。 口 王恩广 口 刘 学z 口 侯剑波z 口 陈玉荣 1．兰州理工大学 数字制造技术与应用省部共建教育部重点实验室 兰州 730050 2．兰州理工大学 机 电工程学院 兰州 730050 摘 要 ：为保证滚齿机立柱结构 的动态特P·A~L．a：件的加工精度 ．利用 软件建立三维实体模 型 ．导入 ANSYS Workbench中，对机床立柱进行模态分析 ，提取前五阶固有频率和相应振型图，得到了滚齿机加工时立柱设计结构应避开的 共振频率范围。此结论为以后滚齿机立柱 的优化设计提供 了理论依据 ，可缩短产品的设计周期。 关键词 ：立柱 ANSYSWorkbench 模态分析 动态特性 中图分类号：TH164；TP391．9 文献标识码：A 文章编号：1000—4998(2015)06—0019—03 立柱 作 为数 控 滚齿 机 的关 键 部件 ，其 结 构 是否 合 确定 的 时间常 数 。 理对 机 床 的工 作 稳定 性 、加工 精 度 、使 用 寿命 、加 工 效 将 式 (3)代 入式 (2)，得 到一 个广 义特 征值 问题 ，即 ： 率 等 衡 量 机 床 的各 个 性 能 指 标 都 有 很 大 程 度 上 的影 脚 一∞ p=0 (4) 响…。滚 齿机 工 作 过 程 中 ，尤 其 是 间 断非 连 续 切 削 时 ， 求 解 以上 方 程可 以确 定 和 ∞。结 果得 到 rt个特 切 削 力是 立 柱 产生 振 动 的主要 振 源 ，当激振 频 率 等于 征解 ( ， )、(o,22， )…．、(∞ ， )，其 中特 征 值 ， 或 者 接 近立 柱 固有 频率 时 将会 引起 立 柱 共振 ．使机 床 ：… ．， 代 表 系 统 的 n个 固有 频 率 ，特 征 向量 西。， 结 构 刚度 降低 、动 态特 性 变差 。从 而影 响机 床 加工 精 ：… ． ， 代 表 系统 的 n个 固有 振 型 。显 然 ∞ 取决 于 系 度 ，因此有 必 要对 其进 行详 细 的动 态分 析 C。由于立 柱 统 本身 质量 m 、刚度 k等物 理参 数 ，可表 示为 ： 的结 构较 为 复杂 ，采用 一般方 法计 算 或 是仪 器 进行 测 ㈤ 量 ，难 度较 大 ，因此 采用 Pro／E、ANSYS软 件 为 平 台 ，充 分 利 用两 者 强 大 的三维 设计 、有 限元 分 析功 能及 无 缝 结 构 固有 频 率高 ，说 明单 位质 量 的 刚度 高 ，可作 为 连 接 的优 点 [33，对 滚 齿 机 立柱 进 行 有 限元 建 模 、模 态 分 结 构动 态设 计 的优化 目标 ，借鉴 机 械结 构学 理 论及 设 计 经 验 ，利 用 ANSYSWorkbench软件 分 析 计 算 ，改 进 析 ，实 现提 高滚 齿 机立 柱动 态特 性 的 目的 。 立 柱 结 构 ，提 高 刚度 k，尽 可 能减轻 m ，则 固有 频 率 提 1 模态分析 的基本理论 高 ，从 而使立 柱 的动 态特 性变 优 。 在 对数 控 滚 齿机 立 柱动 态 特性 分 析 中 ．物体 的模 2 立柱