摆头力矩电动机夹紧机构设计及优化分析.pdfVIP

R删ngandMainfen0nce改装与维修 摆头力矩电动机夹紧机构设计及优化分析 蔡春刚 任志辉 冷 磊 贺行健 杜长林 (大连光洋科技工程有限公司，大连 辽宁 116600) 摘 要：为了降低精密五轴铣床摆头中夹紧套的结构应力集中程度 ，采用 Solidworks和ANSYS软件对其进 行了结构优化设计 。首先在 Solidworks中创建未进行优化的建议模型，然后针对实际工况和使用 条件对其进行分析优化，从而显著改善夹紧套的应力集中程度。 关键词 ：力矩电动机 夹紧套 应力分析 结构优化 中图分类号 ：TM359．6 文献标识码 ：B Thedesignandoptimizationanalysisreportofsetheadtorquemotorclampingmechanism CAIChungang，RENZhihui，LENGLei，HEXingjian。DUChanglin (DalianGuangyangTechnologyEngineeringCo．，Ltd．，Dalian116600，CHN) Abstract：Inordertoreducethestressconcentrationdegreeinprecision5一axismillingheadclampingset，Solid— worksandANSYSsoftwareareusedtooptimizationdesignthestructure．UseSolidworkstobuildunopti- mizeddesignmodelfirstly，thenanalyzeitaccordingtotheactualconditionandconditionsofusetoop— timization，SOthatsignificantlyimprovetheclampingsetofstressconcentration． Keywords：TorqueMotor；ClampingSets；StressAnalysis；StructureOptimization 为了增加摆头高速切削和重切削的能力，并防止 鉴于上述特点和直驱式摆头的内部结构特点，我 在加工过程中机床或系统异常掉电以致摆头失控损坏 们采用第一种夹紧方案 。图 1所示是专为摆头 C轴 被加工工件，摆头的A、C轴力矩 电动机必须提供夹紧 设计的夹紧套的实物照片。其夹紧原理如图2所示。 功能。 该结构通过液压油 由进油孔进入到油腔，此时回油孔 封死，油腔内的液压油压力达到一定程度以后，迫使夹 1 C轴力矩电动机夹紧机构设计 紧套产生弹性变形并紧密贴合电动机转子，使夹紧套 目前，成熟的夹紧方案主要有如下 2种 ： 和电动机转子的结合面问产生接触压力从而产生足够 (1)对旋转体的外圆柱面夹紧 大的摩擦力，完成力矩电动机的刹车制动及夹持作用。 这种夹紧方案主要特点是：①周向夹紧比较稳定， 夹紧扭矩可由下式估算获得： 夹紧之后不容易产生偏斜；②夹紧面积可以很大，从而 Md=可 ·d ·L ·p · · 夹紧力矩可以做到很大，有利于提高整个部件的切削 刚性；③圆柱面夹紧机构方式安装和调整比较方便；④ 式中： 为作用在外径为d的回转体上的夹紧扭矩 ， 夹紧套 (即夹紧的执行部件)制造精度要求较高，工艺 N ·m；为有效夹紧长度 ，in；P为液压油的压力，Pa； 难度较大。这种技术方案是直驱式摆头、直驱式回转 为摩擦系数，根据我们的材