機床剛度可行性分析報告 新

機床剛度可行性分析報告目錄一、機床剛度的概念與簡介二、機床剛度分析建模方法三、提高機床剛度的可行性分析四、所需設(shè)備支持機床剛度的概念一、機床剛度概念與簡介機床剛度(機床的主軸、導(dǎo)軌、絲杠等承受壓力的抗變力。)剛度(受外力作用的材料、構(gòu)件或結(jié)構(gòu)抵抗變形的能力,剛度=作用力/變形量。)其他剛度機床剛度概念與簡介2、機床剛度的分析機床剛度分析剛度特性評價指標剛度性能分布規(guī)律工作空間數(shù)及結(jié)構(gòu)機床的參為提高機床性能提供依據(jù)機床剛度概念與簡介3、分類機床剛度靜剛度---靜載荷下抵抗變形的能力,是在受靜載荷情況下發(fā)生的位移量,在靜載荷作用下的變形多少來衡量動剛度---動載荷下抵抗變形的能力,用結(jié)構(gòu)的固有頻率來衡量,它是衡量機床的指標?；A(chǔ)靜剛度只是動剛度在激振頻率為零時的一個特例3.1靜剛度機床剛度概念與簡介靜剛度結(jié)構(gòu)剛度(取決于材料性質(zhì)、幾何形狀、尺寸)接觸剛度(取決于接觸材料、接觸的幾何形狀及硬度)綜合剛度3.2機床動剛度機床剛度概念與簡介可見，系統(tǒng)的動剛度取決于系統(tǒng)的靜剛度、激振力、頻率、系統(tǒng)本身固有的質(zhì)量、阻尼比、固有角頻率等。3.2.1機床振動機床振動自由振動—其頻率為系統(tǒng)的固有頻率,對機床加工部件的影響小。受迫振動--在外界激振力的持續(xù)作用下，彈性系統(tǒng)被迫產(chǎn)生的振動。自激振動—自發(fā)振動,沒有任何外界干擾力對其發(fā)生作用時,自身發(fā)生的振動。機床剛度概念與簡介Logo二、機床剛度分析建模方法分析建模方法直接法(通用性受限)剛度矩陣法有限元法分析法實驗法(干擾因素多、工作量大)綜合法（通用性局限）通過剛度模型來分析機床的末端變形(微位移),從而分析機床剛度對加工精度的影響1、剛度矩陣法機床剛度分析建模方法①簡介:以建立機床的整體剛度矩陣為基礎(chǔ)來分析機床綜合剛度的一種方法，也是目前最常用的建模方法。②意義:方便地求出工作空間內(nèi)任一點所對應(yīng)的末端載荷與變形的關(guān)系，并表明剛度在整個工作空間的分布規(guī)律，在剛度的應(yīng)用方面也起著極為重要的作用。剛度矩陣法的基本思路：將結(jié)構(gòu)劃分為有限個單元外力——內(nèi)力（應(yīng)力）——應(yīng)變——位移——節(jié)點位移平衡方程本構(gòu)方程幾何方程位移模式剛度矩陣法機床剛度分析建模方法剛度矩陣法的基本步驟：1、建立單元剛度矩陣2、引入邊界條件3、求解剛度方程組4、求解應(yīng)力

2、有限元法機床剛度分析建模方法對分析單元的位移量進行假設(shè)對分析單元所受力進行假設(shè)對分析單元位移和受力假設(shè)1、高度適應(yīng)復(fù)雜幾何、物理模型2、具有嚴格的理論基礎(chǔ)變分原理特點機床剛度分析建模方法2.1有限元法的基本思路第一步第二步第三步將整體復(fù)雜問題離散化單獨分析離散單元對整體分析機床剛度分析建模方法1.選取有限元單元。

2.設(shè)定網(wǎng)格密度。3.進行網(wǎng)格的劃分。2.2有限元建模的過程及簡化機床剛度分析建模方法立式加工中心有限元模型整機裝配模型ANSYS軟件三、提高機床剛度的可行性分析從機床振動（受迫振動）方面1、縮小或者根除受迫振動振源的激振力；2、調(diào)整振源頻率；3、大力采用隔振措施。如可以將機床的電機與床身進行柔性聯(lián)接、對液壓系統(tǒng)加裝緩沖裝置、在機床地基等部位安裝厚橡皮或者木材等具備緩沖性的物質(zhì)，將地基與機床進行隔離等；4、提高升傳動裝置的穩(wěn)定性。如皮帶接頭要完善、盡量不使用平皮帶、機床中的正齒輪，盡量用斜齒輪或者人字齒輪替換。5、合理選用刀具的幾何參數(shù)；6、提高工藝系統(tǒng)的抗震性。如對接觸面進行刮研、通過相關(guān)措施縮小主軸系統(tǒng)的軸承間隙、對機床所使用的滾動軸承施加一定的預(yù)緊力；7、采用減震裝置；8、調(diào)整振型的剛度比。提高機床剛度的可行性分析從機床振動（自激振動）方面三、提高機床剛度的可行性分析1提高機床構(gòu)件的靜剛度和固有頻率；2改善機床結(jié)構(gòu)的阻尼特性；3變更振型的振動方向；4采取補償構(gòu)件變形的結(jié)構(gòu)措施。從機床結(jié)構(gòu)方面提高機床剛度的可行性分析具體措施

1)合理布置構(gòu)件的筋板和筋條，以及筋板孔的尺寸，能顯著提高其剛度和固有頻率；

2)改善構(gòu)件間或構(gòu)件與地基聯(lián)結(jié)處的剛度；3）提高構(gòu)件的局部剛度；選用焊接結(jié)構(gòu)的構(gòu)件；

4)充分利用接合面間的摩擦阻尼；5)采用泥芯和混凝土等阻尼材料充填機床支承件內(nèi)的空腔，在振動時利用相對摩擦來消耗振動能量；