基于Pro_E与ANSYS的直齿圆柱铣刀运动和模态分析

本资料包含pdf文件1个，下载需要1积分

基于ProE与ANSYS的直齿圆柱铣刀运动和模态分析基于Pro/ E 与ANSYS 的直齿圆柱铣刀运动和模态分析
张国梁1

杨
宇2

赵
旭3
( 1 河北农业大学 林学院，
河北 保定
071000)
( 2 中国人民武装警察部队工程学院 通讯工程系，
陕西 西安
710086)
( 3 辽宁科技大学 机械工程与自动化学院，
辽宁 鞍山
114051)
摘要
应用Pro/ E 软件对直齿圆柱木工铣刀进行了三维建模和运动学仿真， 并和铣刀铣削过程的
理论分析进行了比较， 从而验证了仿真分析的正确性～三维模型导入ANSYS 中进行模态分析，得到
了直齿圆柱铣刀的固有振动频率和振型特征，为进-步的结构和动力学分析提供了依据。
关键词
直齿圆柱铣刀
Pro/ E
仿真
ANSYS
模态分析
Motion and Modal Analysis of Super Tooth Cylindrical
Milling Cutter Based on ProE and ANSYS
Zhang Guoliang
1

Yang Yu2

Zhao Xu3
(1 College of Fores try， Agricultural Universi ty of Hebei， Baoding 071000， China)
(2 Department of Communicat i on Engi neering， the Chinese People  s Armed Police Force Academy， Xi  an 710086， Chi na)
( 3 College of Mechanial Engineeri ng， Uni versity of Science and Technology Li aoni ng， Ans han 114051， China)
Abstract
Model of super tooth cylindrical mil ling c utter was set up and the cutting motion was simulated by
Pro/ E. The simulation was compared with theoret ical analysis of the cutter s milling process and was testi fied rightly.
The model was swi tched to ANSYS for modal analysis so as to ident i fy the natural f requency and vibration features，
which provided founda t ion for futher structure and dynamics analysis.
Key words
Super tooth cylindrical mil ling cutter
Pro/ E
simulation
ANSYS
modal analysis

引言
在木材加工中， 铣削加工所占比例最大， 分析铣刀
的铣削过程和运转平稳性对于保证铣削加工质量具有
重要意义～CAD 和CAE 技术应用于铣刀设计和分
析，可以通过对虚拟铣刀模型进行各种模拟和仿真以
代替传统实物试验[ 1- 4]
。我们以直齿圆柱木工铣刀为
例，首先应用参数化设计软件Pro/E 建立了三维模型，
随后应用Pro/ E 的仿真拈Mechanism对直齿圆柱铣
刀的铣削过程进行了运动学仿真， 得到了铣刀刀刃上
任意点的切削轨迹曲线， 并通过铣削轨迹的理论分析
验证了仿真的正确性; 通过Pro/ E 与有限元分析软件
NSYS 的接口将三维模型导入ANSYS 中，对直齿圆柱
铣刀进行了模态分析，得到了其固有振动频率和振型，
为进-步的动力学仿真和结构分析提供了依据。
1
直齿圆柱铣刀三维模型的建立和装配
Pro/E 中常用的三维实体造型方法包括拉伸、 旋
转、 扫描、 混合、 剪切等常用操作命令[ 5]
。应用拉伸、 剪
切等命令建立的直齿圆柱铣刀的三维模型如图 1 所
示。直径 D 6. 25mm， 切削厚度即刀片宽度 H
20mm。
在铣刀的装配中，铣刀和 Pro/ E 装配系统轴线间
使用销钉链接， 并且与Pro/ E 装配坐标平面之间使用
滑动连接。
2
铣削过程的运动学仿真和理论分析
2. 1
铣削过程的运动学仿真
Mechanism是Pro/ E 软件的仿真拈， 该拈可实
现对机构的定义，使机构中的零件移动以及对其运动