龙门加工中心工作台筋板布置对静刚度的影响


 文献综述

 

龙门加工中心在制造业中是很重要的加工设 备之一  ,由于其具有跨距大、结构合理、刚性好、通 过工件宽度大等优点  ,因此被广泛应用在航空、航 天、汽车工业、模具、大型复杂零件制造等诸多领 域  ,以实现其高速度、高精度、高效率的“三高”加工 要求[13].其工作台是龙门加工中心的重要组成部 件  ,_方面  ,它的静刚度将直接影响机床的加工精 度和精度稳定性;另_方面  ,在机床的设计和制造 过程中  ,人们总是希望在满足机床的强度和刚度的 条件下尽可能地减轻零部件的质量[]  ,因此  ,对加 工中心工作台进行静刚度研究是十分必要的.机床 的静刚度是指机床在静态力作用下抵抗变形的能 力  ,其值越大  ,表明机床的静刚度越好[5].

1上班台几何图形3d模型的制定

 

SolidWorks加入龙门生产加工主办公台的三 维片体建模  ,其总体的尺寸为1 000X582X140 mm  , 需要特别注意_些的细小结构设计对办公台大体功效作用较小  , 根据圣维南原理[]  ,在不影响工作台刚度和强度的 条件下  ,为提高有限元分析的效率  ,对部分局部特 征如工艺孔、凸台、倒角、螺纹特征等进行了合适的 简化处理  ,即去除这些局部特征[7 8].在比较有限元剖析 时  ,为便捷、明确地施用承载能力和限制  ,用Solid- Works建立联系轴类和滚珠丝杆母座的二维实体化建模   ,并 将同旁内角装配工艺在一块儿.只能根据工做台筋板的不相同  ,有以 下这几种措施的工做台装修设计表现形式:

(1)   预案1:0形筋任务台

筋板在办公台内部的作用、上下相对性遍布  ,0形 直径约为75 mm,相差498 mm,每一0形筋生长等 对角为60 °的6条轮辐  ,筋板的厚度为15 mm  ,间距 为120 mm.如果筋板上面有几何的规格为120 X 24 mm和60 X 24 mm的图形槽孔  ,槽孔的倒圆角圆的直径 为10 mm.这般多种类型的筋板格局是近些年龙门做工作 台用途的最非常的的形式之_  ,其三维图沙盘模型如1 (a)表达.

(2)   方案2:椭圆形筋工作台

事业台内部的地域分布着5条正方形形筋板  ,工作上台中 心为圆形圆心  ,长、短轴上几条相互邻近筋板间隔分辨 为50 mm和52 mm,筋板尺寸为10 mm,高强度为 120 mm.其结构的相对应0形筋较简便  ,有利于生产制作制 造  ,这样的型的筋板节构也符合于龙门运行台  ,是 相对来说创新的方案  ,其立体实体模型如图已知1 ( b )如图.

(3)   方案3:井字形筋工作台

在的操控台内部的分布图制作着时间间隔一致的筋板  ,直径方 向7条  ,排距为118 mm,高度领域6条  ,距离为75 mm,筋板板材的厚度为10 mm,角度为120 mm,根据井 字型  ,从而筋板上带如何寸尺为72 X40 mm和60 X40 mm的等边三角形槽孔  ,槽孔的倒圆角圆弧为10 mm. 本身筋板同时格局比较简单  ,有利制作加工厂研制  ,也是龙门 制作加工厂管理中心办公台APP更为基本上的筋板方式一种  ,其 三维图像模特所示1(c)图示.

 2解析计划书设计的

工件表面在加工工艺时  ,为能顺利做完作业题  ,机会会装夹 到事业面板的有差异部位  ,会使事业台有有差异的静 形变  ,可以测试的静抗弯刚度也产生所有差异.

要明确地表现本职操作台的静应力  ,又鉴于本职运作 台是不对称的  ,为此可在本职操作台的1/4处竖直的取 5 4个点  ,以开始侧边框处为j9九游会平台坐标开始  ,第一个点距工 作台X向分界50 mm, Y向的边界50 mm,记为1.然 后  ,按两种之間X向和Y向分开 相差50 mm和 38. 2 mm再取53个点  ,对应记为2,3,…54.将尺 寸100X100X50 mm的铸件与任务台配备工艺工  ,并使 铸件的边长管理公司分别为坐落这类点上  ,再将滚珠丝杆母座 也配备工艺工到任务台下.当中  ,铸件边长管理公司坐落1点 处的配备工艺工体就像文中2已知.

3静流体力学具体分析

ANSYS Workbench ANSYS 工厂发展的 新第二代一体化模型仿真集合APP  ,是做较少元具体分析的超大 实用CAEapp软件  ,其易用性、通用的性及兼容性设置不同于 传统式ANSYS产生了特别大升高.其典型的静力学分析 步骤为:前处理(导入几何模型、材料属性选择、划 分网格)、施加载荷和约束、求解[911].

3. 1前加工处理

 

进行 SolidWorks ANSYS Workbench 直缝 联系拷贝到ANSYS Workbench中  ,这样避免了因 格式转换重新生成有限元模型时  ,模型特征的丢 失  ,省去了模型重建的时间[12].工作台装配体各部 分的材料属性如表1所示.

定义网格时可靠性强  ,精密度排序高可靠性强  ,精密度 此外选择项均按默认展开网格评定13 网格评定后业务台的有限制的元沙盘模型右图3所显示.

3.2 产生承载能力和明确

工作台沿 X向做进给运动 滑块与线性导轨的约束可以设定为X向自由运动 Y向 Z向不能中国电信 蜗杆母座与蜗杆一种过渡加上加上 不合法遭受相对运动 故对丝杠母座的一个端面施加约束时Y向 Z向自由运动 X向不能移动.


3.3算后果与介绍

 

因要估算静承载能力  ,于是都要求根工做台的压扁 量  ,因配置求根結果为压扁量  ,拥有多种多种布 筋预案的工做台在哪几个位置上处的总压扁量  ,基于篇 幅十分有限  ,在只列举出工件表面在井形筋工做桌上1处 时的工做台总压扁  ,表达4表达.

算零部件在0形筋操作中台、正方形形筋操作中台 和井梯形筋操作中台54个位址处的黏结静抗弯抗弯刚度  ,考 虑到在事实上制作时  ,零部件不要被装夹到操作中台表面 处  ,那么都没有在表面处取点.再由操作中台的对应性  , 取到一小部分操作中台除表面处的黏结静抗弯抗弯刚度.将各组数 据添加到MATLAB电脑软件中   ,

在1/4工作台上0形筋工 作台的最大复合静刚度为1 563 N/pm  ,地理位置平面坐标

为(250,291);最高塑料静钢度为563 N/>m  ,位子 作标为(100,252. 8).圆柱体形筋运转台的最明显pp 静钢度为1 740 N/>m  ,地理位置方位角为(300,291);最 小pp静承载能力为703 N/"m  ,角度坐标定位为(500, 138. 2).井字体形状筋做工作台图片的最大的分手后复合静刚度比为 2 009 N/"m  ,位址方位角为(300,291);较大分手后复合静 应力为600 N/>m  ,位置上座标为(100,252. 8).总而言之 看起来  ,这几种不一样的上班台很小混合静钢度比都座落在边 缘处和了形槽附进  ,需承担量避开镗孔装夹于上班 台以下区的附进;其主要混合静钢度比都座落在支架 附进  ,镗孔装夹于上班台的以下区  ,可提供其加 工精确.

井字体形状筋工作的台的平均水平结合 静应力比上限  ,轴类零件在其加上工时  ,变形几率比较小  ,制作精 度最好.有时候  ,井字体形状筋的静应力比规范差也是上限 的  ,其静应力比分布范围不均匀分布  ,在完成制作时  ,座位的选 择对轴类零件的制作控制精度影响力极大.

4理论依据

SolidWorks游戏树立了龙门生产管理中心业务 台3种3d实体化模式化  ,在ANSYS Workbench免费软件 中来了静运动学定量分析  ,后面动用MATLAB軟件绘 制了岗位台的静刚度系数图谱   ,必须到之下目的:

从作业台重量上看:井字型筋作业台重量 比圆柱体形筋作业台重量轻10. 14kg  ,比0形筋办公 台轻14. 11kg  ,其惯性力力对任务台的影晌最大当

铝件生产制作必须上班台经常性做高速收费站中长跑时  ,可以并选择 井字型筋上班台.

(1)   从办公台一般复合材料静抗弯刚度上看:井字型筋 办公台差不多复合型静应力比圆柱体形筋办公台高 11. 85%  ,比0形筋做操作台高18. 68%  ,其出现变形最 小  ,工艺准确度上限.当镗孔的某个区域工艺准确度要 求较高时  ,可可以参考静承载能力图谱  ,将镗孔装夹于应该 方位  ,建立使用的井字体形状筋工作的台.

(3 )从运转台静钢度规则差上看:井字体形状筋工 作台的静钢度标差比0形筋岗位台和圆锥体形筋 岗位台分离高23. 10%和12. 46%  ,0形筋操作台 的静刚度系数振幅範圍最低  ,分散更均衡.当钢件的加 工规定要求其加工厂gps精度整个分散更加均衡时  ,可以使用的 0形筋工做台.

 

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