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题目:CK6136车床主轴刚度设计方法研究

关键词:车床;主轴部件;有限元分析;静刚度;固有频率;优化设计

  摘要

汽车工业对工艺装备的要求是高效、高速、高可靠性和高自动化,需求以中高档数控机床为主,而主轴部件是机床的重要部件之一,它的刚度对整机的切削加工能力、加工精度和机床生产率有着重要的影响,在刚度方面有很高的要求。因此,在进行主轴部件研究时,需要对主轴部件的刚度因素进行考虑,从而才能够设计出比较合理的主轴部件。本论文利用有限元分析软件,对CK6136型数控车床主轴部件进行了静、动态分析及其结构参数优化研究,取得了令人满意的结果,为改进机床设计提供了可靠的量化依据。在本文中,首先综述了利用有限元分析机床主轴部件的发展趋势,简要论述了有限元静、动态分析的基本求解过程,三维实体等参单元模型的基本特点。然后介绍了有限元分析软件的基本功能及使用特点。建立了主轴部件三维实体单元有限元分析模型,建模中,正确分析了主轴的载荷、轴承的支承刚度以及主轴的约束条件,合理确定了单元类型及形态。对主轴部件三维实体模型,计算了主轴部件端部变形、前五阶固有频率,并对各阶主振型进行了分析。开展了以支承跨距和支承刚度为变量,以主轴端部变形为目标函数的优化设计研究。CK6136型数控车床主轴部件在得到良好的设计结果的同时,也对车床主轴部件设计积累了大量的技术和经验,为本厂后续的新产品开发工作打下了坚实的基础。