DVG850主轴箱静刚度分析

加工某大型模具时 ， 与传统工艺相 比 ， 加工时 间从 ３０ （ ５ ｈ 包括光
现以加工合金结构钢 ４ Ｃ 为例根据铣 削参 数 ： ０ｒ 每转进给量
整时间 １０ ） 到 ４ ｈ ０ ｈ 缩短 ０ 。加工 中心主轴箱支承着 主轴其动静态 ｆ ３ ｍ ｒ单位切削力 ｐ ２ ０ Ｎ、 ＝ ｍ ／、 ＝ ０ ０ 背吃刀量 ％＝ ｒ ３ ｍ。铣削力计算公 ａ
｛ ｅｔ ｅ ｏ ｐ ｉ ｅ ｎ ａｃｏ ｅｐ ｄ ｎ ａｓｉ ｓｌｅｅｔｆ ｓｉ ｌｂ ， ｍ ｎｍｔ ｄｐｌｎ ｔ ｉ ｔｉｌｄ ｎｈ ｓｉ ｌａｄ ｎｌｉ ｇ ｉ ａ ｍｎｏ ｐｎ ｅ ｏ ｝ ｈ ａ ｙ ｇｈ ｕ ｔ ｔ ａ ｏ ｔ ｎ ｅ ａ ｙｓ ｄｐ ｃ ｓ ｎ ｄ ｘ ｛ａ ｕ ｅ ｅｖ ｕ ｏｓｉ ｌ ｓ ｔ ｔｎｓ， ｄｐｔｏ ａ ｅｓ ｎｓ ｉ ｕｎｅ ａｔｓ ｎ ｅ ｃｌ ｌ ｄｔ ａ ｅｆ ｐｎ ｅ ｙｅ ｓｆｅ ａ ｕｆｒ ｒ ｔ ｔ ｅ ｆ ｅ ｃｒ ａｄｔ ｝ ｃ ａ ｈ ｌ ｄ ｓｍ ｉ ｓ ｎ ｗ ｄ ｈ ｉ ｓ ｎ ｃ ｆ ｏ ｈ ｔ ｆ ｆ ｌ
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性能对于整个机床 的性能和加工精度具有非常重要的作用故对 式为 ： ＝ｆｐ１０ ０ ￣ ｐａ ８ ０ Ｎ ＝ 主轴箱的动静态特性 提出较高要求 。 径向铣削力 ： ： ， 计算机床主轴箱 刚度 的主要 目的为 ：保证机床主轴箱移动 ｊ
：０９ １２ Ｎ
一切削力系数 （ ／ ｍ） Ｎｍ 可在切削手册 中查到。 时 ，由部件重量所引起 的机床变形不致明显的影响机床几何精 式 中：
机 械 设 计 与 制 造
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文章编号 ：０ ｌ ３ ９ （０ １０ — ２ ８ ０ １０ 一 ９ ７ ２ １ ）３ ０ １ — ２
第 ３期
２ １ 年 ３月 ０ １
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Ｄ Ｇ５ Ｖ ８ ０主轴箱静 刚度 分析 术
变成刀具主轴作进给运动。
根据切削力变化 引起 的变形来确定最小 刚度值 ，既 由于切 误 差值较小 的误差。因此机床刚度 ｋ一般定义为径 向力 与垂
轴系统 ； 一方面改变 了机床 的进给运动分配方案 ， 由工作 台运动 削余量不均匀导致切削力变化而引起的与工件原有形状相似而
主轴最高转速 ２ ０ ０／ ｉ， ０ ０ ｒ ｎ快移速度 ４ ｍ ｍ ｎ ｍ ０ ／ ｉ。用这种机床 直于加工表面的变形 Ｙ之 比， ：＝ 既
ห้องสมุดไป่ตู้
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．
中图分 类号 ： Ｈ１ ２ 文献标 识码 ： Ｔ ２ Ａ
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—— 一
１日 Ｕ吾
立式高速加工 中心采用普通立式加工的形式 ，刀具主轴垂
２载荷分析
在 Ｄ Ｇ５ Ｖ ８ ０立式加工 中心 的主轴中心点处施加不同方 向的
直设置 ， 能完成铣削、 镗削 、 钻削 、 攻螺纹等多工序加工 ， 适宜加工 单位静载荷 ， 通过高速加工中心在单位静载荷作用下的变形 ， 可 高度尺寸较小的零件 。 但立式 高速加工中心在普通立式加工中的 以计算出加工 中心的静 刚度 。 基础上作了两大方面改进 ， 一方面 由电主轴单元代替了原来 的主
测量变幅杆谐振频率符合要求 ，之后将变幅杆与超声波发生 比。 ２ 从表 ３可知 ， （） 理论计算 、 有限元分析 、 实验测量结果基本接 说 器相连进行试振实验， 结果在 １４ ３ 频率处振动效果最佳。 ４ ２ Ｈｚ 将测 近 ， 明有限元方法可以用于变幅杆设计。使 用有 限元法对变幅 得 的实际结果与理论计算和模态分析所得结果比较 ， 如表 ３ 所示。
陆 君 父 怀 兴
（ 陕西 科技大 学 机 电工程 学院 ， 安 ７０ ２ ） 西 １０ １ Ｓ ａ ｉ ｔｆ ｅ ｓａ ａｌｓｓｆ ｒＤＶＧ８ ０ ｓ ｉｄｅ ｂ ｘ ｔ ｔ ｓｉｎ ｓ ｎ ｙ ｉ ｏ ｃ ｆ ５ ｐｎ ｌ ｏ
Ｌ ｕ ， ＥＮ Ｈｕ ｉｘｎ ＵＪｎＷ ａ— ｉｇ
｛ 【 要】 提高 摘 以 主轴箱 构刚 结 度为目 利用 元法 轴上 单位 的， 有限 在主 施加 静载荷， 析主轴箱 ｝ 分 的 ｛ 位移变 计算出 化， 主轴系 许的刚度值， 统允 并提出了影响和提高箱体刚度的因素和方法。为以 后更好的 ｝
｛ 进行主轴箱静态 特性的优化设计提供了 条件。 ｛ 关键词： 主轴箱； 静刚度； 有限元 ｌ ；
（ ｏｌ ｅ ｆ ｃ ｎｃｌ ｎ ｌ ｔｃ ｌ ｎ ｉｅｒ ｇＳ ａ ｘ Ｕ ｉ ｒｉ ｉ ｃ ｎ ｅｈ ｏ ｇ ， ｉ ｎ７ ０ ２ ， ｈｎ ） Ｃ ｌ ｇ Ｍｅｈ ｉ ｄＥｅ ｒ ａ Ｅ ｇｎｅｉ ，ｈ ｎ ｉ ｎｖ ｓｙｏ Ｓ ｅ ｅａ ｄ ｃ ｎ ｌ ｙＸ ’ １０ １Ｃ ｉａ ｅ ｏ ａａ ｃｉ ｎ ｅ ｔ ｆｃ ｎ Ｔ ｏ ａ
度、 定位精度 、 位移精度 。
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根据机床变化引起 的变形来确定机床主轴系统允许 的刚度
★ 来稿 日 ：０ ０ ０ — ６ ★ 期 ２ １— ５ １ 基金项 目：高档数控机床与基础制造装备 ” “ 科技重大专项 （ ０９ Ｘ ４ ０ — １ ） ２ ０ Ｚ ０ ０ １０ ４