UDS-III型金刚石压机结构的有限元分析

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不同沟形金刚石钻头刚度和强度的有限元分析

工引起的误差会远远超过在其热稳定条件下引起的加工误差。

参考文献[1]J Bryan.International status of thermal error research[J].Annals of the CIRP,1990,39(2):645-656.[2]杨庆东,陈焱.欧共体对机床热变形的研究[J].制造技术与机床,2000(7):19-20.[3]E Creighton,A Honegger ,A Tulsian ,et al.Analysis of thermalerrors in a high speed micro milling spindle[J].International Journal of Machine Tools &Manufacture,2010,50(4):386-393.[4]梁允奇.机械制造中的传热与热变形基础[M ].北京:机械工业出版社,1982.[5]曲兴华.仪器制造技术[M ].北京:机械工业出版社,2005.[6]Hongqi Li,Shin Y C.Analysis of bearing configuration effects on high speed spindles using an integrated dynamic thermo -mechanical spindle model[J].International Journal of Machine Tools &Manufacture,2004,44(4):347-364.[7]盛伯浩.数控机床误差的综合动态补偿[J].世界制造技术与装备市场,1995(2):55-60.[8]Wu Hao ,Zhang Hongtao,Guo Qianjian,et al.Thermal error op timization modeling and real ti me compensation on a CNC turning center [J].Journal of M aterials Processing Technology,2008,207(1-3):172-179.第一作者:薛海涛,硕士研究生,合肥工业大学仪器科学与光电工程学院,230009合肥市First Author :Xue Haitao,Postgraduate,School of Instrument Science and Opto electronics Engineeri ng ,Hefei University of T ech nology,Hefei 230009,Chi na基金项目:辽宁省优秀人才计划资助项目(2008RC45)收稿日期:2010年9月不同沟形金刚石钻头刚度和强度的有限元分析许立福,陈婧,周丽,黄树涛沈阳理工大学摘要:利用Pro/E 建立金刚石钻头的三维模型,模拟钻削过程中钻头受力情况。

磁性材料专用磨床磨头体的有限元分析

磁性材料专用磨床磨头体的有限元分析祝雁冰【摘要】文章在Hyperworks软件平台下对磨头体建立了有限元模型,并利用有限元分析得到了静力分析结果和模态分析结果.计算结果表明磨头体的强度和刚度可满足设计要求,机床工作时不会产生共振,确保了产品使用的安全性.【期刊名称】《南通航运职业技术学院学报》【年(卷),期】2011(010)004【总页数】4页(P58-61)【关键词】专用磨床;软磁铁氧体;磨头体;设计研究;有限元【作者】祝雁冰【作者单位】南通航运职业技术学院机电系,江苏南通 226010【正文语种】中文【中图分类】TG5950 引言随着能源形势的不断严峻，普及和推广节能灯是国家大力提倡的节能措施之一。

节能灯的节能原理是当温度达到80°C时，节能灯核心部件—软磁功率铁氧体（Mn-Zn铁氧体）的能耗会自动下降，而该材料既硬又脆，加工困难。

基于此，某公司开发了新型的用来磨削磁性材料的专用磨床。

[1]该磨床为三磨头四工位磨床，其中磨头体部件是最关键的部件，为了使其设计更加科学，故需要对磨头体进行有限元分析。

1 磨头体受力分析磨头体机构如图1所示，磨头上支承采用推力球轴承和深沟球轴承配置，磨头下支承采用两个角接触球轴承串联配置来承受轴向力。

为自动补偿两个角接触球轴承磨损造成的游隙，故采用碟形弹簧预加负荷。

图1 磨头体机构为了延长磨头寿命，碟形弹簧的预加负荷力选择为旋转体重量的1.5-2倍，这样，轴承既不会过载，也可有效消除轴承游隙。

磨头和主轴之间所承受的力为作用力和反作用力。

下面以主轴为例，在不考虑惯性力、预紧力的情况下，列力平衡方程，求得主轴所受的扭矩和切削力。

该磨头进行工作时，电动机功率为3kW，电机转速为2800r/min，力偶矩如式（1)所示：根据能量守恒定律，磨削时，作用在砂轮上的磨削阻力f以砂轮中径R（72mm）以式（2）进行计算：根据经验，作用在砂轮上的正压力N约为磨削阻力的7倍，所以正压力为995N。

基于有限元分析的金刚石钻头强度验算公式

基于有限元分析的金刚石钻头强度验算公式
周思柱;杨世奇
【期刊名称】《石油机械》
【年(卷),期】1998(026)008
【摘要】在对８１／２Ｂ１２５金刚石钻头进行有限元计算分析后，找出最大应力点在金刚石钻头冠部切削齿处，通过改变各相关尺寸和结构型式，用有限元法模拟试验过程，在给定结构参数和工艺参数情况下获得多组数据，根据专业知识，参考有限元计算获取的各组数据变化特征，选出拟合较好的公式类型，再采用回归分析方法确定待定系数，最后得出工程上实用的金石钻头强度验算公式，用这个公式对８１／２Ｂ４６１Ｗ和１２１／４Ｂ３３１金刚石钻
【总页数】4页(P1-4)
【作者】周思柱;杨世奇
【作者单位】江汉石油学院;江汉石油学院
【正文语种】中文
【中图分类】TE921.102
【相关文献】
1.基于有限元分析的X80高钢级管道剩余强度计算公式构建∗ [J], 肖国清;阚文华;邓洪波;冯明洋;赵梦圆
2.钢筋混凝土受弯构件正截面强度验算公式 [J], 孙延福;郭风杰
3.基于有限元分析方法的填充聚四氟乙烯磨损公式拟合 [J], 徐时贤; 李红波; 苏正涛
4.销轴抗剪强度验算公式适用条件与验证 [J], 于岩磊
5.不同沟形金刚石钻头刚度和强度的有限元分析 [J], 许立福;陈婧;周丽;黄树涛因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

毕业设计---压砖机的有限元分析

XX学院设计说明书课题：压砖机的有限元分析子课题:同课题学生姓名:专业学生姓名班级学号指导教师完成日期第1章绪论1.1 课题研究背景液压压砖机是陶瓷工业中用于墙地砖压制成形的必不可少的机械设备。

目前我国在实际生产中采用的压砖机类型主要有钢丝缠绕型液压压砖机、开式液压压砖机、闭式液压压砖机等类型，但工作时都普遍存在压砖机变形较大，刚性较差，而压砖机的强度、刚度将直接影响到零件加工精度、压砖机导轨的磨损和模具的寿命等。

因此如何优化压砖机结构，提高压砖机的静态、动态特性，同时又能降低压砖机的结构重量，对于液压压砖机的设计尤为重要。

随着科学技术的发展，压砖机正向大吨位、高精度和高速度发展。

要保证这些大吨位、高精度和压砖机的正常工作，首先应该在设计压力机压砖机时必须保证有足够的强度和刚度，同时考虑工作时的压力机的振动情况。

目前我国压力机压砖机的设计至今大多沿用经验、类比的传统设计方法，设计出的压砖机不仅性能差，结构笨重，速度、精度提不高，而且设计周期长，制造成本高，更新换代慢，国产高档次的压力机领与国外压力机相比存在很大的差距。

随着中国加入W'TO，中国的制造企业的形势将变得更加严峻，并面临更为强大的竞争对手，为此，中国的压力机制造企业必须改变原有的传统设计方法，以先进的设计制造手段作为技术支撑，来提高我国压力机的设计与制造水平，在新的市场环境中积极参与竞争。

随着CAD/CAM/CAE技术的日益普及和应用，有限元方法等现代结构分析方法己为工程技术设计人员广为认识和发展，在压砖机设计中得到广泛的应用，并取得了显著的技术经济效益。

1.2 国内外全自动液压压砖机研究现状与发展趋势1.2.1国外全自动液压压砖机的发展世界各国生产陶瓷砖除了塑性法、注浆法成型坯体之外，只要是采用颗粒状粉料压力成型工艺的基本上都是走过手工锤打→半机械化的摩擦压力锤→机械式压力机→摩擦—液压机成型→全自动液压机成型的道路。

因此，当今各地企业选用的自动液压压砖机其实是实践经验总结的应用，是目前最普遍最先进的方法，但不是唯一的方法。

机床动力卡盘的UG有限元分析

机床动力卡盘的U G有限元分析常德功,卢学玉(青岛科技大学机电学院,山东青岛266042)摘　要:介绍了U G软件的有限元数值模拟技术,并对卡盘机构进行了动力学仿真分析;分析所得结果为强度设计提供了依据。

本文所用的分析方法,有很强的实践应用性,对于设计工作有一定的指导意义。

同时也简化了设计过程。

关键词:卡盘;有限元方法;结构分析;强度校核中图分类号:TG751;TP39119　文献标识码:A　文章编号:167125276(2005)0120099203FEM of Pow er Chuck with UGCHAN G De2gong,L U Xue2yu(College of Electromechanical Engineering,Qingdao University ofScience and Technology,SD Qingdao266061,China)Abstract:This paper introduces the Finite Element Method numerical simulating technology and the dynamic simulation based on the U G software.Some numerical results have been obtained which can be used in calcu2 lations of stress.This method can be applied in direct design work.At the same time,it simplifies the process of design.K ey w ords:power chuck;finite element method(FEM);structural analysis;strength check0　引言在科技飞速发展的今天,产品设计已经进入到了一种全新的三维虚拟现实的设计环境中,以二维平面设计模式为代表的设计方式正在逐渐淡出“历史舞台”,取而代之的是各种数字化的三维设计技术。

三梁四柱式液压机上横梁有限元分析

影响液压机质量的因素很多，其中液压机的设计水平是非常关键的一个因素。液压机设计的重点是机架设计，这是由机架的受力和结构特点而决定的。液压机本体是液压机的重要组成部分，其重量约占整机重量的 60%以上，液压机本体的设计水平，对液压机的制造成本、技术性能和使用寿命有着决定性的影响。
液压机设计理论和方法的发展主要经历了经验设计、数值计算、优化设计几个阶段。经验设计阶段主要利用材料力学简化方法计算主要部件的强度和刚度，把机架简化为材料力学范畴的平面钢架，把横梁简化为材料力学范畴的简支梁，然后按照材料力学的方法进行强度、刚度校核。尽管确认的结构大多数被时间证明是安全的，但是存在设计周期长、结构冗余、材料使用偏保守等弊端，导致产品重量大，成本高。效益低，削弱了产品竞争力，而且缺乏对设计结果合理性的验证，计算结果常常与实测值相去甚远。
液压机的横梁作为主要的承载部件，在传统的设计中液压机横梁的主要尺寸主要是根据设计者的经验和类比法来确定，但由于液压机横梁的结构特点和受力复杂，通常对结构作出过多的简化，把上横梁简化为简支梁；同时为了保证产品的安全使用，又不得不加大安全系数，这就使得液压机横梁的结构庞大而却某些重要的参数也达不到使用的要求。
目录
摘要............................................................... Ⅰ 第一章绪论.........................................................1
1.1 液压机技术发展现状............................................1 1.2 结构分析中的有限元法..........................................1 1.3 有限元分析....................................................2 1.4 有限元法的分类................................................3 1.5 有限元法在工程结构分析中的应用................................ 3 1.6 有限元法和软件发展特点........................................4 1.7 我国有限元分析及液压机结构设计研究现状........................ 5 1.8 本课题的意义和研究内容........................................6 第二章有限元分析软件...............................................7 2.1 有限元分析软件的选择..........................................8 2.2 ANSYS 有限元分析软件简介 ......................................8 2.3 基于 ANSYS 的液压机结构有限元设计系统的研究现状 ................8 2.4 ANSYS 软件有限元分析的三个模块 ................................9 第三章用 ANSYS 对液压机上横梁建模...................................9 3.1 有限元建模系统 ................................................9 3.2 YJ32-315G 液压机上横梁结构及分析 .............................10 3.3 在 ANSYS 中对上横梁建模.......................................11 第四章分析求解...................................................20 4.1 定义材料属性.................................................20 4.2 选择单元类型.................................................20 4.3 求解.........................................................21 4.4 有限元求解结果...............................................23 结论............................................................... 24 致谢............................................................... 25 参考文献...........................................................25 Abstract........................................................... 26

机械设计中有限元分析常见的关键问题分析石佳良

机械设计中有限元分析常见的关键问题分析石佳良发布时间：2022-08-23T05:02:47.721Z 来源：《国家科学进展》2022年2期作者：石佳良[导读] 随着管理计算机技术的快速发展，近几年开始逐渐引入有限元分析，与其有关的数据处理以及操作等方面的技术也开始越来越完善，尤其在机械设计过程中开始逐渐应用该数据分析法，目前在机械设计以及工作过程中有限元分析法已经成为解决问题的常见方法之一。

身份证号码：43098119881220xxxx摘要：随着管理计算机技术的快速发展，近几年开始逐渐引入有限元分析，与其有关的数据处理以及操作等方面的技术也开始越来越完善，尤其在机械设计过程中开始逐渐应用该数据分析法，目前在机械设计以及工作过程中有限元分析法已经成为解决问题的常见方法之一。

伴随着国内经济水平的快速发展，机械行业设计要求也越来越高，对有限元分析来说属于前所未有的挑战同时也是千载难逢的机遇，对此需要找到有限元分析中存在的问题并找到合理的解决对策，使机械设计行业能更好地应用有限元分析法，推动国内机械设计行业的长期稳定发展。

关键词：机械设计；有限元分析；关键问题；发展机遇在机械设计过程中，需要结合实际状况合理应用有限元分析法，通过不同的工况认真分析数据。

目前机械设备需求量越来越大，机械设计也显得越来越重要，在具体设计过程中有关人员需要精准分析并计算工程数据，在此基础上对机械设备的使用价值、寿命以及强度等进行精准预测，该过程经常用到有限元分析法。

当然在机械设计的时候也不能过度依赖有限元分析获得的数据，目前机械设计中有限元分析仍存在几个比较关键的问题，对此需要反复验证，确保数据的精准度。

1机械设计中有限元分析概述有限元分析简称FEA，属于国内引进的用来进行分析和处理数据的方法，操作原理与数学方法比较类似，主要对荷载以及几何系统等进行模拟，然后通过分析获得未知的量以及数据。

在机械设计过程中自从引入有限元分析法后，开始通过简单计算的方法替代运算量较大的复杂问题，有效解决计算结果不精准的缺陷。

大吨位挤压铸造机框架有限元分析

大吨位挤压铸造机框架有限元分析尹建峰;刘贤华;吕国锋;游东东【摘要】大吨位挤压铸造机框架是承载工作压力的最重要组件之一,其框架设计不仅直接影响压机的使用与寿命.而且是反映主机整体设计水平的重要因素.文中通过有限元分析对主机框架在工作状态下进行结构刚度和强度校核计算,得出主机框架整体安全、可靠.其研究结果为大吨位挤压铸造机的生产与制造提供了有效的理论依据.【期刊名称】《机械工程师》【年(卷),期】2014(000)005【总页数】3页(P130-132)【关键词】二板机;挤压铸造;有限元分析;结构优化【作者】尹建峰;刘贤华;吕国锋;游东东【作者单位】广东科达机电股份有限公司,广东佛山528313;广东科达机电股份有限公司,广东佛山528313;广东科达机电股份有限公司,广东佛山528313;华南理工大学,广州 510640【正文语种】中文【中图分类】TP391.7大吨位挤压铸造机（又称液态模锻）最早由德国人在二战时期形成，二战后转入前苏联，20世纪50年代后经过日本宇部公司全面深入研究和发展形成系列锁模力成型装备，在汽车和精密装备制造中得到良好的运用。

由于其制品性能优异，推动了高端汽车总体技术水平的提高，同时也由于其优异的成型性能可运用于国防。

本文以广东科达机电股份有限公司自主创新的3300t大吨位挤压铸造机为研究对象，如图1所示。

主机结构为国际上先进的二板机结构。

在压力机械结构设计中，有限元分析因其可以较精确地揭示压力机主机的受力及变形情况，已成为压机结构设计的重要依据。

通过主机架结构进行有限元模拟分析，并通过有限元模拟分析的结果，对主体框架进行安全性和可靠性验证，其分析结果为结构改进优化提供重要依据。

主机架结构的优劣不仅直接影响压机的寿命，而且与加工、制造、安装等方面密切相关，是反映设计、制造水平的重要因素。

挤压铸造机总工作载荷：33 000 kN。

材料参数的确定，主机框架共4种材料，为合金钢、碳钢、铸钢和铸铁，材料参数如下：合金钢：弹性模量E=2.06×1011Pa，泊松比μ=0.3，屈服强度σs=440 MPa；碳钢：弹性模量E=2×1011Pa，泊松比μ=0.3，屈服强度σs=345 MPa；铸钢：弹性模量E=1.9×1011Pa，泊松比μ=0.3，屈服强度σs=270 MPa；铸铁：弹性模量E=1.4×1011Pa，泊松比μ=0.25，屈服强度σb=200 MPa。

叉车关键结构件有限元分析及试验研究

叉车关键结构件有限元分析及试验研究发布时间：2022-09-08T05:42:45.583Z 来源：《福光技术》2022年18期作者：盛炳坤[导读] 近年来，高效率、低成本、高安全性的叉车已经成为叉车制造企业和叉车使用者共同的追求。

由于过去多采用类比或经验方法设计，设计存在很大的盲目性，导致叉车结构常存在一些不尽合理之处。

为此，本文以结构优化为目的，对某型号叉车关键结构件进行了有限元分析和试验研究，为叉车结构改进提供了参考。

盛炳坤杭叉集团股份有限公司浙江杭州 310000摘要：近年来，高效率、低成本、高安全性的叉车已经成为叉车制造企业和叉车使用者共同的追求。

由于过去多采用类比或经验方法设计，设计存在很大的盲目性，导致叉车结构常存在一些不尽合理之处。

为此，本文以结构优化为目的，对某型号叉车关键结构件进行了有限元分析和试验研究，为叉车结构改进提供了参考。

关键词：叉车；车架；有限元；试验；ANSYS高效率、低成本、高安全性是叉车设计的首要任务，结构优化是实现低成本的主要方法。

叉车一般只在工厂内部或特定场地内作业。

车架是叉车的核心结构总成，其性能对叉车整体的影响很大。

车架要承担的载荷不仅仅是安装在其上的部件以及运载的货物所带来的，还有行驶过程中路面的凹凸不平造成的随机激励。

门架是叉车的工作装置，是叉车特有的部件，是叉车取物装置的主要承重结构，可实现对货物的叉取、升降、码垛等作业。

叉车门架包括内门架和外门架，内、外门架是工作装置的骨架。

内门架通过升降液压缸沿外门架伸缩移动。

门架系统需要有足够的刚度，否则承载后将产生过大的弹性变形，导致载荷重物也将随之有过大的前移，影响叉车安全工作。

此外，若门架刚度不足，在工作中会出现颤动，从而使司机紧张。

门架主要承受弯曲载荷，若强度不够，整车的工作性能都将受到影响。

以往车架和门架都是采用类比或经验设计方法，一般是根据组合梁理论来实现的。

此种方法简单易行，但对车架和门架的结构做的简化过多，不能精确地计算出各零部件的结构尺寸。

空调压缩机支架的有限元分析方法

10.16638/ki.1671-7988.2017.16.029空调压缩机支架的有限元分析方法徐鹏飞，张建操，房程程，苏晓芳，陈帆（安徽江淮汽车集团股份有限公司技术中心，安徽合肥230601）摘要：空调压缩机支架的载荷及布置较复杂，载荷方面包括螺栓预紧力、皮带力以及动载等。

布置方面涉及缸体、油底壳及空调压缩机等，文章基于有限元的分析方法，提出了一种分析流程，结果表明，该分析流程能够全面合理地完成空调压缩机支架的校核。

关键词：空调压缩机支架；有限元；动载；疲劳中图分类号：U463.6 文献标识码：A 文章编号：1671-7988(2017)16-79-03Finite Element Analysis Method For Engine Air Conditioner Compressor Bracket Xu Pengfei, Zhang Jiancao, Fang Chengcheng, Su Xiaofang, Chen Fan( Technology Center, Anhui Jianghuai Automobile group Co., Ltd., Anhui Hefei 230601 )Abscract: Load and arrangement of air consitioner compressor bracket is very complex, c load include of bolt pretension, belt force and dynamic load. Arrangement include of cylinder block,oil pan and air consitioner compressor bracket. Based on finite element analysis method, propose an analysis process, the result shows the finite element analysis flow of air consitioner compressor bracket is comprehensive and reasonable.Keywords: air conditioner compressor bracket; finite; dynamic load; fatigueCLC NO.: U463.6 Document Code: A Article ID: 1671-7988 (2017)16-79-03前言空调压缩机是发动机重要附件之一，虽然不是发动机核心部件，但对整车行驶安全性及乘员乘坐舒适性起着至关重要的作用。

钢架结构有限元分析

钢架结构有限元分析
孙拥军;陈东栋
【期刊名称】《机械工程师》
【年(卷),期】2008(000)008
【摘要】利用UG软件在计算机上建立钢架结构3D模型,基于ANSYS Workbench协同仿真平台,计算钢架结构在外力作用下产生的应力和应变,从而验证所设计的钢架结构能够满足强度要求,为钢架结构设计提供有益的参考.
【总页数】2页(P49-50)
【作者】孙拥军;陈东栋
【作者单位】北京航天试验技术研究所,北京,100074;北京航天试验技术研究所,北京,100074
【正文语种】中文
【中图分类】TP391
【相关文献】
1.机械加压脱水设备钢架结构有限元分析及优化设计 [J], 陈聪;戴凌汉
2.挡风抑尘墙钢架结构的有限元分析 [J], 王靖;熊晓燕
3.带有长悬臂雨篷超大跨度门式钢架结构的有限元分析 [J], 叶飞;李其成;沈小璞
4.基于ANSYS的停放平台悬臂钢架结构有限元分析 [J], 孙炜海;伊善贞;丛华
5.钢架结构及涂层承载能力分析 [J], 王书浩
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开式压力机机身有限元分析与优化

开式压力机机身有限元分析与优化
周昇
【期刊名称】《南通职业大学学报》
【年(卷),期】2008(22)4
【摘要】运用PRO/E中的有限元模块对开式压力机的机身进行有限元分析与计算,研究其在公称压力下机身的变形和应力分布情况,并分析构成机身结构的主要部件对机身应力应变的影响.根据分析结果.时机身结构进行优化设计,在保证机身强度和刚度不变的情况下,减少机身使用材料,降低生产成本.
【总页数】3页(P70-72)
【作者】周昇
【作者单位】南通职业大学机械工程系,江苏南通,226007
【正文语种】中文
【中图分类】TG305
【相关文献】
1.JH21-160开式压力机机身的有限元分析 [J], 黎俊斌;苏天骄
2.开式压力机焊接机身有限元分析研究 [J], 丘宏扬;陈松茂
3.SP-160开式压力机机身的有限元分析及优化 [J], 魏凤凯;王四森;李乐鑫;岳磊;陆冰
4.开式压力机机身有限元分析研究 [J], 别世清;姜长升;陈启升;吴永杰;刘学顺;曹奇
5.开式螺旋压力机机身的有限元分析与结构优化 [J], 余世浩;陈涛;杨文成
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基于ug的某电动三轮车车架有限元分析

表3载荷表 Tab. 3 Load table
驾驶员/N
动力源/N
车箱及满载货物/N
750
1200
10 500
3.1.1满载弯曲工况满载弯曲工况是模拟电动三轮车在满载货物情况下
静止或者匀速行驶在良好路面,车架受载荷作用的应力分布和位移变形情况。根据实际状况，将车架前立套、左右板簧连接部位的x/y/z方向的平动和旋转自由度进行约束。添加边界条件后的有限元模型如图3所示。
Zhang Xinming, Zhou Wenming, Liu Haitao
(Shandong Wuzheng( group) Co, Wulian 262300, China)
Abstract: The finite element analysis technology is introduced into the development of an electric tricycle frame. UG
网格划分是有限元分析里重要的一个环节，网格划分的质量直接影响分析的精度和计算成本⑹。本文所研究
车架采用2D四边形单元进行网格划分，该车架有限元模型共计115 503个单元,117 441个节点。完成的电动三轮车车架有限元模型如图2所示。
图2有限元模型 Fig. 2 Finite element model
vide a theoretical basis for the research and development of the design, and provide technical guidance for the subse
quent frame improvement design.
Key Words： electric tricycle frame;UG；finite element analysis

主轴部件三维实体模型的有限元分析法

《机械设计与制造》主轴部件三维实体模型的有限元分析法主轴是机床的重要部件之一，它的静、动态刚度一直是设计计算的重要内容，但传统的计算方法是把主轴简化为等截面的梁单元进行计算，显然是静不定问题，用这样的力学模型计算主轴的静、动态特性与实际情况有很大的差距。

目前主轴部件设计采用有限元法，可以满足设计过程要求，为主轴结构的优化设计提供依据。

1．主轴部件的结构简化图1是卧式加工中心主轴的结构简图，它是一个多阶梯空心的圆柱体，此结构必须经过一定简化后，方可进行有限元分析，本主轴部件在以下方面进行简化：(1)各处倒角简化成直角，忽略空刀槽；(2)润滑油孔、工艺孔、键槽、螺纹孔等均按实体处理；(3)主轴轴承简化成弹性元件；(4)主轴上齿轮、锁紧螺母、中间隔套、拉刀机构组件等零件简化成集中质量。

图1主轴部件1—铣刀；2—主轴；3—轴承组件；4—隔套；5—密封套；6—齿轮；7—锁紧螺母；8—拉刀机构组件2．单元类型的选择及结构剖分如图1所示主轴部件总长719ｍｍ，平均直径为160ｍｍ，其长径比值为1∶4.49，对于这类主轴部件，常采用三维实体等参元建立有限元分析模型。

在结构剖分过程中，遵循以下原则：(1)不连接处自然分割。

结构在几何形状，载荷分布等方面存在着不连接处，在离散化过程中，应把有限元模型的结点单元的分界线或分界面设置在这些不连续处。

(2)几何形状的近似。

结构离散化使结构原边界变成了单元边界的集合，因而就产生了结构几何形状的离散化误差。

减少几何形状离散化误差的措施：一是采用较小的单元，较密的网络；二是采用高次单元。

(3)单元形态的选择。

单元形状是指单元的形状状态，包括单元形状、边界中点的位置，细长比等。

在结构离散化过程中必须合理选择。

单元最大尺寸和最小尺寸之比称之为细长比。

为了保证有限元分析的精度，单元的细长比不能过大。

根据以上三项原则，可将主轴部件离散为78个实体单元，4个弹簧元素单元模型，如图2。

(ａ)主视图(ｂ)俯视图图2主轴部件三维实体模型图3．约束条件的建立合理确定有限元模型约束条件是成功地进行有限元分析的基本条件，约束条件的确定，应尽可能符合原结构的实际情况。

金刚石滚筒刀具的有限元分析

第３卷第３期１２１００年９月
《陶瓷学报》
ＪＯＵＲＮＡＬＣＥＲＡＭＩＯＦＣＳ
Ｖｏ．．１３１ＮＯ．３Ｓｅ２０ｐ．０１
文章编号：００２７（０００ — ４１０１０ — ２８２１）３０３— ５
金刚石滚筒刀具的有限元分析
远小于铣刀运动速度）铣刀切入冲击力的方向应该，在刀具相对工件运动的切线方向上。如图３所示。
由图３可知，切入冲击力方向为ｚ轴方向，Ｆ力分解到刀片坐标系中为
ｌｘ＝ｌ１Ａ。ＦＦ
图３切入冲击力的方向
Ｆｇ３Ｔｈｏｃｉｃｉｎｏｕｇ —ｃｔｉ．ｅｆｒｅｄｒｔｆｎｅ— ｕｅｏｐｌ
Ｉ
｛ｖ＝２Ｆ。Ａ３Ｆ
（）２
ｆｚ＝ｓ。ＡＦＦ
切削刃，轴通过副切削刃，刀片前刀面在Ｘ平ｘｌＹＯ
面内。铣刀半径为Ｒ＝Ｏ。０，铣刀前角为。刃倾角，为入，。主偏角为Ｋ，法向前角为。面铣刀无论具有何种几何角度，都可看作是由刀体坐标系经过一次平移和三次旋转而成，可用矩
过临界转速，则随着转速的增加而减小，在临界转速
处，有一共振峰值。对转子来说，其激振原因是由于
金刚石滚筒刀具铣削的受力情况比较复杂，铣
削时受力主要是工件（砖坯）的变形抗力。铣削加工
转子的不平衡（转子的质心与回转轴线偏离）而在旋
坐标系统由刀体坐标系和刀片坐标系组成，如图２

数控车床床身结构的有限元分析与优化研究

数控车床床身结构的有限元分析与优化研究数控车床床身是数控机床中的核心部件，其结构的刚度、稳定性和精度直接影响着加工质量和效率。

因此，通过有限元分析和优化研究数控车床床身结构具有重要意义。

一、数控车床床身结构特点及有限元分析方法数控车床床身通常采用铸铁、焊接或组合结构。

铸铁床身具有刚度高、稳定性好、精度高等优点，但存在加工难度大、热稳定性差、易变形等缺点。

焊接床身则可以根据实际需求进行灵活设计，但需要考虑焊接质量、热应力等因素。

组合床身结构则将铸铁和焊接等多种工艺结合起来，具有综合性能优点，但设计难度较大。

有限元分析是一种常用的数学方法，可以预测和优化物体的结构、性能和功能。

在数控车床床身结构的有限元分析中，需要进行以下几个步骤：1. 对数控车床床身进行三维建模。

根据床身的具体结构类型，采用相应的软件进行建模，如ProE、SolidWorks等。

2. 对床身进行网格划分。

将床身分成若干个小单元，每个小单元内部的结构、性质可以视为均匀的。

网格划分后，可以得到一个由许多小单元组成的三维模型。

3. 新增荷载和边界条件。

根据实际使用中的情况，添加力、重力、切削力等荷载，以及支撑方式、约束条件等边界条件。

4. 进行有限元分析。

根据模型和荷载和边界条件，使用有限元分析软件（如ABAQUS、ANSYS等）进行模拟和分析。

5. 优化床身结构。

根据有限元分析的结果，对床身结构进行优化设计，以达到更好的性能、刚度和稳定性等效果。

二、数控车床床身结构优化研究1. 材料选择优化。

床身的材料决定了其刚度、稳定性和热稳定性等特性。

通过对不同材料的有限元分析，可以获得最佳的材料选择结果。

例如，采用高刚性材料可以提高床身的刚度和抗变形能力，采用高热稳定性材料可以减小热变形。

2. 结构优化设计。

床身结构的合理性对于加工精度和效率有着重要的影响。

通过有限元分析和优化设计，可以获得更加合理、稳定的结构。

例如，通过增加加强筋、改变床身截面形状等手段，可以提高床身的刚度和稳定性。

超精密单点金刚石车削加工有限元仿真

超精密单点金刚石车削加工有限元仿真作者：王浩杜雪张志辉1 概述超精密加工，在精度等级上代表了发展的最高阶段。

通常，按加工精度等级，可将机械加工分为普通加工、精密加工、超精密加工三个不同阶段。

随着生产技术的不断发展，划分的界限也逐渐向前推移。

就加工精度等级而言，当前普遍认为：精密加工的精度为1-0.1mμ、表面粗糙度为Ra 0.1-0.025mμ；超精密加工的精度高于0.1mμ、表面粗糙度Ra小于0.025mμ。

精密和超精密加工主要包括下列三种不同的工艺技术：(1)超精密切削加工；(2)精密和超精密磨削和研磨；(3)精密特种加工，如电子束、离子束加工技术等。

单点金刚石车削（SPDT）加工技术（图1）是超精密加工中常用的技术。

由于金刚石的硬度高、耐磨性强、导热性优越，金刚石刀具的刃口可以非常锋利（刃口半径可以小于0.05mμ甚至更小），而且金刚石与有色金属的亲和力小。

对于铜、铝等有色金属以及塑料可以采用单点金刚石车削的方法，进行数控加工，直接得到超精密的光学表面。

图1 金刚石刀具与单点金刚石车削设备有限单元法作为一种计算机仿真技术与求解方法，已经被广泛应用于科学研究的各个领域。

计算机仿真实验的方法减少了物理实验的成本，加速了实验的过程。

近年来，有限元仿真方法也被广泛的应用于加工过程的仿真中，作为一种预测切削力与工件表面质量的工具。

本文主要介绍使用MSC.Marc进行单点金刚石车削原理的仿真方法。

2 超精密单点金刚石车削原理理想状态下，采用圆弧刃单点金刚石刀具进行超精密撤销加工时，在工件加工表面形成轮廓峰和轮廓谷，它们之间的距离，就是所谓的理论残留高度或者理论粗糙度（如图2a）。

图2 单点金刚石切削原理示意图在实际超精密切削塑性金属时，主切削刃和前刀面的主要任务是去除金属，切削层在前刀面的挤压作用下发生剪切滑移和塑性变形，然后形成切屑沿前刀面流出（如图2b）。

前刀面的形状直接影响塑性变形的程度、切屑的卷曲形式和切屑刀具之间的摩擦特性，并直接对切削力、切削温度、切屑的折断方式和加工表面质量形成显著影响。