基于有限元方法的超硬刀具磨床主軸系統(tǒng)特性研究與優(yōu)化.pdf

1、機床工業(yè)對國家各工業(yè)部門的裝備自動化和制造業(yè)自動化的實現(xiàn)有直接影響，其發(fā)展水平是衡量一個國家綜合國力的重要指標之一。超硬刀具磨床是機床的一種。
　　磨床在進行磨削加工時，主軸系統(tǒng)的靜動態(tài)性能對機床的加工精度有很大影響。因此磨床主軸系統(tǒng)的靜動態(tài)性能分析在機床的設(shè)計中占據(jù)著重要地位。釆用有限元法對主軸系統(tǒng)的靜動態(tài)特性進行分析，探究高速磨削過程中的應(yīng)變和受迫振動問題；進行優(yōu)化設(shè)計，提高主軸設(shè)計的水平，縮短設(shè)計時間，降低設(shè)計成本，對提高磨

2、床整機性能具有重要現(xiàn)實意義。本文針對京誠機床公司某型號磨床，利用有限元分析ANSYS軟件，以改善主軸靜動態(tài)特性、提高磨床加工性能為研究目的，進行了主軸系統(tǒng)的性能分析和優(yōu)化設(shè)計，具體包括：
　　1．根據(jù)磨床主軸系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和實際工況，采用SolidWorks軟件建立主軸系統(tǒng)實體模型。將實體模型導(dǎo)入ANSYS軟件，確定主軸的載荷和約束條件，選定單元類型，進行網(wǎng)格劃分，建立了精確的磨床主軸系統(tǒng)有限元分析模型。
　　2．選取磨床主軸的

3、兩種工況，采用有限元法對主軸系統(tǒng)進行靜力學(xué)分析、模態(tài)分析和諧響應(yīng)分析，得到了主軸出現(xiàn)最大變形的位置及其靜剛度、固有頻率和諧響應(yīng)峰值。對比不同工況下主軸系統(tǒng)的性能，進而發(fā)現(xiàn)其設(shè)計薄弱環(huán)節(jié)。
　　3．利用ANSYS的APDL參數(shù)化語言，建立主軸系統(tǒng)的參數(shù)化有限元模型。選用ANSYS自帶的優(yōu)化工具完成主軸系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計，使得主軸結(jié)構(gòu)變輕，剛度提高，并獲得更優(yōu)的靜動態(tài)性能。
　　課題研究成果為機床主軸系統(tǒng)的靜、動態(tài)設(shè)計提供了依據(jù)，縮短