导言

数控机床的静刚度对其加工精度具有显著影 响¹,机床的静刚度可以通过试验法测量 。仇健等² 测量了某系列卧式加工中心主轴的静刚度  ，并讨论了 主轴刚度的配置方法 。李殿新等³以某立式加工中心 为对象  ，测量了机床整机和主要零件的变形  ，识别了机 床y向静刚度的薄弱环节 。试验法虽然可以准确获取 机床的静刚度  ，但试验必须在机床制造装配完成后开 展,而有限元法可以在设计阶段对机床的性能进行分 析和优化,从而经济高效提高机床的加工精度 。国内 外学者对机床的静刚度开展了大量仿真研究,分析结 果却差强人意  ，而影响仿真精度的最关键因素是无法 对零部件间的结合面准确建模 。刘启伟等⁴仿真了某 车床整机的静刚度   ，向尾台的仿真误差达到77. 3% 。 孙永平等⁵仿真了某G型结构的落地式镗钻床的静弯曲刚度  ，

但沒有给予切合面间的技术参数 。

爱游戏(ayx)以某双面生产制造管理中心为探析文本  ，应当创立了 什么是服务器床铣床的实体的建模方法,末尾将根据面规格移除至有 限元建模方法  ，后对铣床铣床的静承载能力比进行了建模软件数据具体分析, 末尾组织开展了铣床静承载能力比冲击试验  ，证明材料了爱游戏(ayx)建模软件数据具体分析的 最准性 。

1机床主轴裸机直营绘图打造

这篇文章钻研的机床设备设备的主轴如下图所示1所 示  ，包括由床身底托、床身、立柱、 设备设备的主轴箱、设备设备的主轴、镗孔刀、十字滑台和 业务台组合成 。在Pro/E中交立机 床的实物对模型时  ，将尺寸规格较小的 ?L、凸台、键槽等表现减化  ，保持 的一整台机器的实体店整治右图2表达 。

创立片体模特后  ，将模特导出ANSYS中进行限制 元定性分析 。图2中组件的产品均为HT300,活力模量为 120GPa,泊松比是0. 3,导热系数为7200kg/m³ 。添加图片建材 附属性后  ，对加工中心整个机器采取自在网格分类,不足元绘图共 有127259个顶点和65916个摸块  ，下图3如图是 。

2切合面绘制技巧

机床的两个相邻零件以结合面的方式接触  ，大量 研究表明  ，机床总柔度的30% ~50% ⁶是由于结合面 产生的 。机床整机静刚度仿真时  ，通常将结合面的刚 度值通过弹簧单元的方式添加到有限元模型中 。本文 对仿真精度影响较大的结合面存在于床身底座与床 身、床身与立柱、立柱与主轴箱、主轴箱与主轴、主轴与 刀柄、床身与十字滑台、十字滑台与工作台之间 。

远程服务器床紧密根据面的型核心有以上3类:①存在的于 床身防尘盖与床身、床身与立柱、主要箱与主要左右的螺 栓稳固紧密根据面  ，绘制时在每个螺帽的位置沿x、、向各 增多这个弹簧片模块;②存有于立柱与丝杠箱、床身与十 字滑台、十字滑台与做操控台中间的导轨滑块组合面  ，建 模时在各个滑块与导轨玩面的4个极点处沿x、、 向各放入个拉簧模块;③发生于轴与压簧夹头期间的 轮毂轴承套切合面  ，三维建模时在每隔轮毂轴承套角度沿轴径和径向各 放入个拉簧模块  。

影响结合面刚度值的因素很多  ，如相邻两个零件
的重量、结合面的面积、预紧力大小、接触表面的粗糙 度等^[740] 。课题组对结合面刚度辨识方法进行了大量 研究  ，并建立了刚度值数据库  ，通过查询数据库  ，得到 各结合面的刚度值如表1所示 。另外  ，主轴与刀柄之 间存在前轴承、后轴承两处支撑  ，前轴承的轴向刚度为

0.  6 xl0^sN/m,径向刚度系数为7. 7 x 10^sN/m;后联轴器的轴 向承载能力为1. 6 x 10⁸N/m,径向承载能力为7. 5 x 10⁸N/m 。

3铣床整个机械静弯曲刚度防真定量分析

选文仿真模型铣床整体沿x、、3个领域的静弯曲刚度时, 将参考值为2000N且反方向的反力分开释放在弹簧夹头底部 面和本职工作台面顶部面的心中点  ，并将床身底托与砖面的 碰触面紧固约束条件  。数控车床  向静抗弯刚度的仿真模拟结杲分

别如图甲提示4、图5、图6提示  。

由图4能否分辨出  ，向模型仿真时  ，筒夹服务中间点的位移 为-0. 20364mm,工作上台中点的位移为+0. 0025570 mm,三者的相对应位移为0. 2061970mm,但是x向的静 刚度比为： ⑴

由图6能否确定  ，向仿真软件时  ，镗孔刀心中点的位移 为+0. 10951075 mm,岗位台咨询中点的位移为 -0.021486mm,双方的对应位移为0. 13099675mm,因 此z向的静弯曲刚度为：

2000

0. 13099675

通过仿真模型没想到可预知  ，向的静弯曲弯曲钢度最主要,向的静 弯曲弯曲钢度最主要 。给予压力载何后  ，由床身脚座、床身、十字滑台 和工作任务台配合组合的支路弯曲非常渺小,而由床身脚座、床 身、立柱、丝杠箱、丝杠、弹簧夹头配合组合的支路弯曲大得 多 。由图4、图5、图6能够看得出来  ，给予压力受力后  ，立柱带 动丝杠箱、丝杠和弹簧夹头弯曲 。以至于  ，能够利用下列机制 提供车床机器的静弯曲弯曲钢度:①减小立柱与床身左右配合 面的弯曲弯曲钢度值;②提升立柱实物筋板的方式  ，而提供立 柱自身的静弯曲弯曲钢度 。

4数控加工中心服务器静弯曲刚度试验台公测

是为了核实模型模拟解析的确切性  ，对数控加工中心静刚度系数开展调研 疲劳试验考试 。将数控加工中心各组件防止在与模型模拟解析时各自的 位子上;运用压感测器器给予动载荷  ，将压感测器器的下 端调整在运行上边,2000N的承载释放在筒夹上;用于 千分表检测筒夹对于办公台的形变  ，千分表的支撑架固 定在办公台下  ，表针垂直平分于筒夹的被测外表 。x、、向 静刚度比疲劳试验检查区别如7、图8、图9如图是 。

各个位置均检测的3次,3次报告单取平均的值,3个方 向的静承载能力耐压试验报告单如表2如下图所示 。关键在于效验模拟解析 的精确度,将模拟解析的承载能力值、模拟差值也列于表2 。

由表2不错发现,3个走向的防真精度均在±5% 以里  ，反映第3节运用的紧密联系面性能较准的  ，爱游戏(ayx)构建的 有效元模形较准的反映了了数控磨床主机的现场静抗弯刚度 。

5理论依据

从文中以某卧式代加工主为对象图片  ，第一方面用到不多元 应用模型仿真模型概述了数控车床一整台机器的的静强度  ，主要分享了各主 要搭配面的模型场景技术和搭配面强度值,模型仿真模型概述得出 *、、3个放向的静抗弯刚度值分别为为9700 N/mm、12258 N/mm、15268 N/mm,耐压试验软件测试收获3个走向的静承载能力 值分为为 9255 N/mm、11700 N/mm、15517 N/mm,证 明本段的有现元沙盘模型准确度很高 。考虑到不断增长设备整个设备的 静应力  ，还可以编辑立柱内筋板的功能分区可以不断增长其静 应力  ，并增大立柱与床身范围内构建面的参数表 。

从文中由伯特利数控内外整体刊出论文均源自在线仅作学习了解基准   ，转栽请标明！