曲(qu)軸是發動機的核心(xin)部(bu)件之一，其加工(gong)精度要(yao)求較高，傳統的臥式車(che)削和立式銑削已經(jing)無法滿足曲(qu)軸越來越高的精度要(yao)求。目前(qian)，國內曲(qu)軸制(zhi)造業(ye)面臨著成本和效(xiao)率的雙重壓(ya)力(li)。
針對(dui)傳統加(jia)工(gong)(gong)方法(fa)在加(jia)工(gong)(gong)精度(du)上的不足，研制一(yi)種整體結構(gou)(gou)為正T型(xing)的曲軸端(duan)面加(jia)工(gong)(gong)中(zhong)心。它采用整體式床(chuang)(chuang)身(shen)設(she)計，主軸箱非重心驅(qu)動(dong)，避免一(yi)些由于客觀原因而(er)造成的精度(du)誤(wu)差。大(da)型(xing)機(ji)(ji)床(chuang)(chuang)能夠達到(dao)的加(jia)工(gong)(gong)精度(du)與機(ji)(ji)床(chuang)(chuang)結構(gou)(gou)及其(qi)(qi)穩定性直接相關，因此(ci)合(he)(he)理的結構(gou)(gou)設(she)計可以(yi)提(ti)(ti)高曲軸加(jia)工(gong)(gong)的效(xiao)率(lv)和精度(du)，從而(er)提(ti)(ti)高曲軸加(jia)工(gong)(gong)的自(zi)動(dong)化(hua)水平。康方、范晉偉等人通過分(fen)析(xi)立(li)柱各階模態的特點，找到(dao)變形(xing)最大(da)區域(yu)，并在此(ci)區域(yu)選(xuan)取(qu)一(yi)點進(jin)(jin)行(xing)諧響應分(fen)析(xi)以(yi)對(dui)其(qi)(qi)進(jin)(jin)行(xing)更(geng)有效(xiao)分(fen)析(xi)。可見對(dui)曲軸端(duan)面加(jia)工(gong)(gong)中(zhong)心進(jin)(jin)行(xing)必要(yao)的結構(gou)(gou)動(dong)力學(xue)分(fen)析(xi)，能了解結構(gou)(gou)不足之處，為后續改進(jin)(jin)提(ti)(ti)高結構(gou)(gou)強度(du)、剛(gang)度(du)提(ti)(ti)供(gong)依據，使其(qi)(qi)更(geng)加(jia)合(he)(he)理化(hua)。
; 由于床身體積較大，整體剛度好，因此本(ben)研(yan)究(jiu)將基于ANSYS 軟件(jian)，根據(ju)動力學分析理論(lun)重點針(zhen)對立(li)柱以(yi)及主(zhu)軸(zhou)(zhou)箱進行動力學分析，以(yi)研(yan)究(jiu)其在不同(tong)工況下的(de)動態特性。這些(xie)分析可對該(gai)曲軸(zhou)(zhou)端(duan)面加工中心(xin)立(li)柱的(de)結構改(gai)進提供(gong)重要的(de)理論(lun)依據(ju)。
; 1 、機床立柱(zhu)及主軸箱結構模(mo)型
在(zai)立(li)柱的(de)結構設計(ji)中，整(zheng)體剛度(du)越(yue)高越(yue)穩定。本(ben)研究考慮了加工中心的(de)高精度(du)和剛度(du)要(yao)求(qiu)，盡可能減少(shao)零件數量，采(cai)(cai)用(yong)整(zheng)體式(shi)立(li)柱設計(ji)，整(zheng)個(ge)立(li)柱呈空腔結構; 主(zhu)(zhu)軸(zhou)箱作為重要(yao)部件之一采(cai)(cai)用(yong)非(fei)重心驅動設計(ji)。傳統的(de)主(zhu)(zhu)軸(zhou)形式(shi)會(hui)因為加工過程中主(zhu)(zhu)軸(zhou)重心位置(zhi)的(de)變(bian)(bian)化(hua)而(er)引起主(zhu)(zhu)軸(zhou)軸(zhou)心位置(zhi)偏移，而(er)采(cai)(cai)用(yong)非(fei)重心驅動的(de)方式(shi)很好地避免了由(you)于(yu)加工過程中主(zhu)(zhu)軸(zhou)由(you)于(yu)重心位置(zhi)改變(bian)(bian)而(er)產生的(de)“低頭”現象(xiang)。
1—主軸(zhou)箱; 2—導軌; 3—立柱
機床在工(gong)作時，立柱(zhu)和主軸(zhou)箱會受到來自內、外(wai)部的激振，這些都會使其(qi)產生不必(bi)要的振動，從而引起(qi)變形。若振動變形過大，將會嚴重影響加(jia)工(gong)中心(xin)的加(jia)工(gong)精(jing)度。因此，十(shi)分有必(bi)要對加(jia)工(gong)中心(xin)整(zheng)體(ti)結(jie)構進行動力學分析(xi)。
2 、動力學分(fen)析理論(lun)
本研究基于ANSYS 軟件對立柱及主軸箱進行有限元分析(xi)。根據模態分析(xi)理(li)論(lun)與諧(xie)響應分析(xi)理(li)論(lun)對立柱結構(gou)進行動力學分析(xi)。
