引言
主 軸 作 為 數 控 機 床 中 的 核 心 功 能 部 件 , 其 性 能 的好壞對數控機床的加工精度有直接影 響 。 主 軸 靜 態 剛度特性是主軸性能評價的一項重要指 標 , 是 衡 量 主 軸受到外界載荷作用時抵抗變形的能力 , 對 保 證 機 床 的加工精度至關重要[ 1 ] 。 因此, 對主軸組件靜態剛度特性進行研究有很重要的意義。 而有限元 仿 真 計 算 是 一 種非常有效、 經濟可靠的實驗驗證手段 , 這 一 方 法 普 遍應用在主軸剛度研究中。國 內 外 專 家 學 者 很 早 就 開 始 對 機 床 主 軸 進 行 了 研究 。 如 Bollinger 采 用 有 限 差 分 模 型 分 析 了 車 床 主 軸 的特 性 [ 2 ] ; Reddy 和 Sharna 應 用 有 限 元 模 型 研 究 車 床 主 軸的 動 態 特 性 及 其 設 計 [ 3 ] ; Velagala R 利 用 有 限 元 法 對 車床主軸建模, 并以軸承間隙、 軸承剛 度 以 及 工 件 直 徑大 小 為 設 計 參 數 , 對 其 進 行 靜 、 動 態 分 析[ 4 ] ; 付 華 應 用試驗模態分析與有限元計算相結合的 方 法 , 對 傳 統 主軸部件進行了動力特性分析, 并對主 軸 進 行 了 動 力 修改[ 5 ] ; 肖曙紅對主軸組件靜、 動 態 特 性 分 析 并 編 制 了 相關 的 有 限 元 軟 件 [ 6 ] ; 劉 素 華 利 用 有 限 元 分 析 軟 件 電 主軸的動靜態特性進行了分析[ 7 ] 。
以 上 分 析 發 現 , 目 前 對 主 軸 系 統 的 研 究 主 要 是 以理論研究分析為主, 針對工程實際的 研 究 并 不 多 。 本文 以 T5V 型 加 工 中 心 某 一 切 削 實 際 工 況 下 , 利 用ABAQUS 有 限 元 仿 真 分 析 討 論 , 對 機 床 主 軸 系 統 靜 態剛度特性進行分析。
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結論
本 文 針 對 某 一 切 削 加 工 實 際 工 況 下 , 利 用 有 限 元模擬仿真的方法, 對 T5V 型加工中心主軸的靜態剛 度特性及影響規律進行分析, 得出以下結論:
( 1 ) 對主軸某一特定工況進行受力分 析 , 理 論 計 算得出主軸工作載荷及軸承剛度。 結合工 況 條 件 , 建 立了 主 軸 剛 度 計 算 有 限 元 模 型 , 利 用 ABAQUS 有 限 元 模擬仿真, 計算出了主軸的最大變形量, 并 得 出 了 主 軸的靜態剛度。
( 2 ) 在保持前主軸軸承預緊力不變的 情 況 下 , 改 變后軸承預緊力, 有限元模擬仿真計算出 了 后 軸 承 預 緊力變化對主軸靜態剛度的影響規律。
( 3 ) 在保持后主軸軸承預緊力不變的 情 況 下 , 改 變前軸承預緊力, 有限元模擬仿真計算出 了 前 軸 承 預 緊力變化對主軸靜態剛度的影響規律。
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