機(jī)床商務(wù)網(wǎng)技術(shù)文章
基于ANSYS的炭塊平面加工中心主軸的動(dòng)態(tài)分析
閱讀：82 發(fā)布時(shí)間：2020-8-11文章預(yù)覽：
半石墨質(zhì)陰極炭塊主要應(yīng)用于鋁電解行業(yè)，其加工質(zhì)量對(duì)鋁電解的工作過程有重要的影響。雙刀盤銑削機(jī)組作為陰極炭塊銑削加工機(jī)組,其加工精度對(duì)炭塊的使用壽命有著重要的影響，而銑削加工中心的主軸動(dòng)態(tài)性能直接影響加工中心的加工精度。主軸為多組件、復(fù)合支撐的特殊結(jié)構(gòu)[1],是銑削機(jī)組的關(guān)鍵零件，既要求有高的精度與剛度，同時(shí)又要滿足粗加工和精加工的工藝要求。主軸部件在外力作用下會(huì)產(chǎn)生較大的變形，容易引起振動(dòng)，不僅降低了加工精度和表面質(zhì)置，還會(huì)使齒輪等傳動(dòng)件和軸承因不能均勻受力而惡化工作條件。為了使加工中心的主軸系統(tǒng)具有高剛度、振動(dòng)小、變形小、噪聲低以及良好的抵抗受迫振動(dòng)和自激振動(dòng)能力的動(dòng)態(tài)性能，在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)就必須考慮主軸部件的變形情況0。設(shè)計(jì)時(shí)常采用外推或類比法進(jìn)行加工中心部件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),計(jì)算結(jié)果只用于結(jié)構(gòu)性能的定性分析與比較,安全系數(shù)較大。過去主要是對(duì)主軸部件的靜態(tài)與準(zhǔn)靜態(tài)方面的研究,而目前的研究方向?yàn)榧庸ぶ行年P(guān)鍵零部件的動(dòng)態(tài)特性H分析。本文建立加工中心主軸的有限元模型，利用有限元分析軟件ANSYS對(duì)加工中心主軸的動(dòng)態(tài)性能進(jìn)行了研究，得到了相應(yīng)的研究數(shù)據(jù),為主軸設(shè)計(jì)改進(jìn)提供了理論依據(jù)。
加工中心主軸部件的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖如圖1所示,是一個(gè)階梯空心軸。為使主軸部件的動(dòng)態(tài)和靜態(tài)設(shè)計(jì)切實(shí)可行,便于進(jìn)行有限元分析，提高網(wǎng)格劃分質(zhì)量和分析速度，采用有限元軟件ANSYS分析之前，需要對(duì)主軸部件有限元模型進(jìn)
行簡(jiǎn)化。
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結(jié)束語(yǔ)：
1) 對(duì)主軸單元進(jìn)行了簡(jiǎn)化建模，使主軸部件的動(dòng)態(tài)分析工作切實(shí)可行，便于進(jìn)行有限元分析,提高網(wǎng)格劃分質(zhì)置和分析速度。
2) 利用ANSYS分析軟件對(duì)主軸模型進(jìn)行模態(tài)分析，得出了主軸部件前5階的頻率與主振型，分析了主軸在各階頻率下的動(dòng)態(tài)性能，為主軸的改進(jìn)設(shè)計(jì)提供了重要的理論依據(jù)。
3) 對(duì)附加COMBIN14單元（剛度-阻尼彈簧）的主軸
單元進(jìn)行諧響應(yīng)分析,得到了主軸刀盤安裝截面處節(jié)點(diǎn)的位移頻率響應(yīng)曲線。判斷出主軸的共振頻率發(fā)生在第3階固有頻率，得到危險(xiǎn)截面發(fā)生在主軸前支承處。