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隨著現(xiàn)代工業(yè)的迅速發(fā)展，數(shù)控車床以其高精度、高質(zhì)量、高效率等優(yōu)良加工性能在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中使用越來越廣泛，而數(shù)控車床的床身作為數(shù)控車床的關(guān)鍵性基礎(chǔ)部件對保證數(shù)控車床的加工性能起著至關(guān)重要的作用。因此，開展對數(shù)控車床床身的動靜態(tài)特性研究對提高數(shù)控車床加工性能大有益處。本文以CK6136數(shù)控車床床身為研究對象，采用大型有限元fxrjANSYSl0.0對其進(jìn)行靜力分析和模態(tài)分析，并根據(jù)結(jié)果對原有結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化，從而提高數(shù)控車床的動靜態(tài)特性，增強(qiáng)其加工性能和降低生產(chǎn)成本。
床身是車床的重要基礎(chǔ)件，它的動態(tài)特性和靜態(tài)特性直接影響車床的加工精度及精度穩(wěn)定性。以CK6136型數(shù)控車床為研究對象，采用Pro/EWildfire 3.0建立床身的實(shí)體模型，借助大型有限元軟件ANSYS對其進(jìn)行靜力分析與模態(tài)分析。靜力分析結(jié)果表明該機(jī)床的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過于保守，3個方向的剛度分布不均勻；模態(tài)分析結(jié)果表明床身的上面及床身后側(cè)面的局部剛度比較薄弱。根據(jù)有限元分析結(jié)果，對CK6136型數(shù)控車床的床身結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化，確定合理的床身結(jié)構(gòu)，為CNC數(shù)控車床設(shè)計(jì)與制造提供理論依據(jù)。
有限元分析的最終目的是要還原一個實(shí)際工程系統(tǒng)的數(shù)學(xué)行為特征。因此，在對具體問題進(jìn)行有限元分析時，首先需要建立針對該問題的有限元模型。建立有限元模型是進(jìn)行有限元分析的基礎(chǔ)，而選擇合理的建模方法是建立準(zhǔn)確的有限元模型的關(guān)鍵。針對ANSYS軟件實(shí)體建模功能相對薄弱的缺點(diǎn)，本文采用的建模方法是在三維CAD軟件Pro/ENGINEER Wildfire3.0中建立床身結(jié)構(gòu)實(shí)體模型，然后利用ANSYS10.0提供的與Pro/E的接口功能，將Pro/E中建立的床身結(jié)構(gòu)實(shí)體模型導(dǎo)入到ANSYS中，從而建立床身的有限元模型。CK6136數(shù)控車床床身結(jié)構(gòu)為不規(guī)則的空間幾何模型，床身結(jié)構(gòu)尺寸為2 150mm×380 mm×330mm，材料為HT200，密度為7.8×103kg/m3，彈性模量為110GPa，泊松比為0.26。為了有限元分析的便利，有必要在建立床身有限元模型時對其實(shí)體模型進(jìn)行諸如忽略各處過渡圓角以及床身內(nèi)部筋板的連接方式為理想焊接形式等方面的簡化。
