VMC-1000型立式加工中心立柱结构分析与动态设计

Ｏ 引 言
数控 机床是 实 现制造 技术 和装 备 制 造业 现代 化 的 重要 基础 装备 ， 其性 能 、 量 和拥 有量 是 衡量 一 个 国家 质
工业 现代 化水 平 、 合 国力 的重 要 标 志 。立 柱 是 加 工 综 中心 重要 结构 部件 之一 ， 其结 构 特性 对 加 工 中心 的性 能影 响很 大 。主要体 现在 加工 精 度 、 震 性能 、 削 效 抗 切
・
设计与研究 ・
组合机床与自动化加工技术
文 章 编 号 ：０ １ ２ ５ ２ １ ） ４— ０ ６— ７ １ ０ —２ ６ （ ０ ０ ０ ０ ０ ０
Ｖ ．０ ＭＣ １ ０型立式加工中心立柱 结构 分析与动态 设计 术 ０
徐 开 元 徐 武彬 张 宏 献 唐 满 宾 ， ， ，
（ ． 西 工 学 院 机 械 工 程 系， 西 柳 州 ５ ５ ０ ； ． 西 柳 州 市 正 菱 集 团有 限 公 司 ， 西 柳 州 １广 广 ４０ ６ ２ 广 广
５ ５０ ４ ０ ５）
摘要： 以立 式加 工 中心 立柱 结构 作 为研 究对 象 ， 出 了三种 不 同结构 ， 提 并运 用有 限元 思 想 ， 用 Ａ Ｓ Ｓ软 利 ＮＹ
图 １ 前视 图 、 二 侧 视 图 、 视 图 等 右
能 。有 限元 分析 方法 虽然 已在 航 空 、 海 、 械等 领 域 航 机 得到广 泛 应 用 ， 多 产 品仍 沿 用 传 统 的设 计 方 法 。 许 本文将 运用 结构 动 态 设 计原 理 和有 限 元法 ， Ａ Ｓ Ｓ 用 Ｎ Ｙ 软件对 加工 中心 立 柱 部 件 进 行 静 力 分 析 和模 态 分 析 ，
（ ．Ｄ ｐ ｒｍｅ ｔｏ ｃ ａ ｉａ Ｅ ｇｎ ｅｉｇ Ｇ ａ ｇ ｉ Ｕｎｖ ｒｉ ｆ Ｔ ｃ ｎ ｌｇ １ ｅ ａｔ ｎ ｆ Ｍｅ ｈ ｎｃ ｌ ｎ ｉｅ ｒ ， ｕ ｎ ｘ ｉｅｓｔ ｏ ｅ ｈ ｏｏ ｙ，Ｌ ｕ ｈ ｕ ５ ５ ０ ｎ ｙ ｉｚ ｏ ４ ０ ６， Ｃ ｉａ ｈｎ ；
及 约束 情况 如 图 ２所示 ， 内部 板 筋结 构形 式 多样 ， 其 图
３为 三种不 同 的立柱 前 后 面 的板 筋 形 式 。本 文将 根 据 有 限元 分析 ， 确定 立 柱 中不 同板 筋 形 式 对 立 柱 的静 动 态 性能影 响 ， 析 出最佳 的结 构形 式 。 分
率 、 用 寿命 等 方 面 。因此 立 柱 是 加 工 中心 中最 关 键 使 的受力 构件 ， 的强度 、 度好 坏将 直 接影 响 到机 床 的 它 刚 精度 和寿命 … 。由 于立 柱 结 构 形 状 较 复 杂 ， 用 一 般 采 方法对 其 进 行 静 、 态 特 性 计 算 比较 困难 ， 至 不 可 动 甚
２ Ｚ ｅ ｇ ｉｇＧ ｏ ｐＣ ． Ｌｄ ｉｚｏ ｕｎ ｘ ５ ５ ０ ，Ｃ ｉａ ． ｈｎ Ｌｎ ｒｕ ｏ ， ｔ，Ｌｕｈ ｕＧ ａｇｉ ４ ０ ５ ｈｎ ） Ａ ｓ ａ ｔ Ｖ ｒｃｌ ｃｉｉ ｅｔｒｃｌ ｔ ｃ ｒ ａ ｔｅｏｊｃ ｏ ｔｄ ， ｒｐ ｓｄｔｒｅｄ ｆ ｅｔｓ ｕ－ ｂｔ ｃ ： ｅｔ ａ ｍａｈ ｎ ｃｎｅ ｏ ｍｎ ｓ ｕ ｔ ｅ ｓ ｈ ｂｅｔ ｆｓｕ ｙ ｐ ｏ ｏ ｅ ｈｅ ｉｅ ｎ ｔ ｃ ｒ ｉ ｎ ｇ ｕ ｒ ｕ ｆｒ ｒ
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件 对其进 行 了结 构分析 和板 筋试 验研 究 ， 到现 有 立柱 的静 动 态特 性 。给 出 内部 板 筋的 最佳 结 构 形式 ， 得
为今 后 机 床 板 筋 设 计 提 供 必 要 的 理 论 依 据 。 ‘
关键 词 ： 立柱 ； 限元 ； 有 结构 分析 ； 化 优
中图分 类号 ： Ｈ ２ ；Ｇ ０ Ｔ １２Ｔ ５２ 文献标 识码 ： Ａ
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