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制造材料

卧式加工中心矿物铸件床身分析

王锐

沈阳机床股份有限公司沈阳110141

摘要：以某型卧式加工中心为研究对象，对矿物铸件床身和铸铁床身进行静力学、动力学、热特性

研究和对比分析。应用Solidworks软件，根据矿物铸件材料特点和铸铁材料特点，对床身分别进行建

模。基于钻孔工况，对床身进行受力分析，将受力分析得到的结果作为静力学分析的载荷输入条件。应

用SolidworksSimulation软件对矿物铸件床身和铸铁床身分别进行有限元静力学分析、动力学分析、热特

性分析。结果表明，矿物铸件床身最大变形量与铸铁床身基本相同，最大应力则比铸铁床身小30%左

右。动力学模态分析表明，矿物铸件床身的固有频率高于铸铁床身，一阶固有频率提高125%。矿物铸

件床身的前三阶振幅比铸铁床身的前五阶振幅小。热特性分析时，以X轴电机作为发热源，得到矿物铸

件床身和铸铁床身达到热稳态后的温度分布情况和对应的热变形。结果表明，铸铁床身的高温区域相

比矿物铸件床身分布更广，两者导轨安装面部分的最大热变形量基本相同。通过分析确认，矿物铸件床

身更适合应用于切削力较小且对精度保持性要求较高的精加工场合。

关键词：加工中心矿物铸件分析

床身石

中图分类号：TC659文献标志码：A

Abstract:Takingacertaintypeofhorizontalmachiningcenterastheresearchobject,thestatic,kinetic

andthermalcharacteristicsofthemineralcastingbedandthecastironbedwerestudiedandcompared.Using

SolidWorkssoftware,thebedwasmodeledseparatelyaccordingtothecharacteristicsofmineralcasting

materialandcastironmaterial.Basedonthedrillingcondition,theforceanalysisofthebedwascarriedout,

andtheforceanalysisresultwasusedastheloadinputconditionforthestaticanalysis.SolidWorksSimulation

softwarewasusedtoperformfiniteelementstaticanalysis,dynamicanalysis,andthermalpropertyanalysisof

mineralcastingbedandcastironbed,respectively.Theresultshowsthatthemaximumdeformationofthe

mineralcastingbedisbasicallythesameasthatofthecastironbed,andthemaximumstressisabout30%

smallerthanthatofthecastironbed.Thedynamicmodeanalysisshowsthatthenaturalfrequencyofthemineral

castingbedishigherthanthatofthecastironbed,andthefirst-ordernaturalfrequencyisincreasedby125%.

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