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重心驱动式龙门铣床滑枕的结构设计与分析
第1期 组 合机床 与 自动化 加工 技术 No.1 2016年 1月 M odularMachineTool& AutomaticM anufacturingTechnique Jan.2016 文章编号:1001—2265(2016)O1—0046—03 DOI:10.13462/j.cnki.mmtamt.2016.O1.013 重心驱动式龙门铣床滑枕的结构设计与分析 文怀兴 .亢亚巍 (陕西科技大学机 电工程学院,西安 710021) 摘要:介绍了重心驱动理论的原理,并利用该理论对某龙门铣床的滑枕结构进行改进。通过有限元分 析软件ANSYSWorkbench对改进前后的结构进行静态分析和模态分析,根据对比得到的应变图和前六 阶固有频率及振型图证明“重心驱动”理论能够明显改善滑枕的静动态特性。进一步对改进前后的z 轴进给系统进行谐响应分析对比,仿真结果表明改进后的z轴进给系统较好的避免了共振现象。 关键词:重心驱动;滑枕;有限元分析;谐响应 中图分类号:TH122;TG65 文献标识码 :A DesignandAnalysisofAntryM illingMachineBasedonDCG WEN Huai-xing,KANG Ya-wei (SchoolofMechatronicEngineering,ShanxiUniversityofScienceTechnology,Xian710021,China) Abstract:ThispaperintroducedtheprincipleofDrivenbyCenterofGravity(DCG),andusingthetheory thestructureofram onaGantryM illingMachineisimproved.ItcanbeprovedhtathteDCG hteory canim— provehtestaticanddynamiccharacteristicsoftheram accordingtohtecomparisonofhtesrtessdiagram , straindiagram andthefirstsixordernaturalrfequencyandvibrationtypemapwhichareobtainedrfom the staticanalysisandmodalanalysisbyhtefiniteelementanalysissoftwraeANSYSW orkbenchtohteoldand improvedstructure.Further,throughhtecomparisonofharmonicresponseofimprovemdandunimprovedZ· axisfeedingsystem ,theresultshow thathteimprovemdZ—axisfeedingsystem eliminatehteresonancephe— nomenonobviously. Keywords:drivenbycenterofgravity(DCG);ram;finiteelementanalysis;harmonicresponse 运动的稳定性 (见 图 1)。采用 “重心驱动”这一思 0 引言 想,就是要在设计的时候尽量使驱动力通过物体的重 制造业的不断发展对机床性能提出了越来越高的 心,这样便可减小运动时的扰动、提高运动精度 。 要求,高速进给、高精加工已经成为数控机床的研究方 向。滑枕是龙门铣床的重要部件,它的性能对铣床的 加工精度与效率有着很大的影响…。传统的滑枕进给 多采用单丝杠驱动,驱动力方向不在滑枕重心上,因此 在滑枕运动的过程 中会受到较大的扭矩,这使得加工 精度受到了较大影响。而安装平衡缸虽然能减小这些 影响,但是 由于平衡缸 回路 中阀体等元件的回
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