大型丝杠旋风铣床关键零部件的动态性能研究

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随着现代机械制造工业的快速发展 ，对 于大型、高速、精密的数控机床的需求逐年增加，而与其配套的滚珠丝杠是机床 的关键零部件 ，其 直接关系到机床的加工精度和速度。大型丝杠旋风铣床是加工滚珠丝杠的关键设备，具有加工精度高、加工速度快等优点。以国家重大科技专项 9m数控丝杠旋风铣床为研究对象，对机床的关键零部件--横梁进行动态特性 分 析。旋 风 铣 床 的最 大铣 削 螺纹 长 度 为 ：9000mm；最大可铣削直径是 ：220mm；螺纹升角范围 ：4-50。；铣刀盘转速为 ：250～1000r/min。

旋风铣 削加工 是刀齿 旋转 在轴 类表 面形 成螺纹 ，-次走刀可 以完 成全部 的螺纹加工 。提高切削速度和刀盘进 给速 度 ，可 以大 幅度 提高加工效率和降低加工成本。长轴类零件在高速条件下加工，对机床的动刚度和抑振性 能有较 高的要求。因此 ，在设计阶段就对机床的关键零部件进行动态性能分析具有现实意义 。

1 旋风铣床实体建模通过建模软件 CATIA建立旋风铣床的关键零部件三维模型，并装配成机床实体模型。9m数控 丝杠旋风铣床的主要零部件包括床身、横梁、托板、主轴箱、尾座、铣刀架等，它们在加工过程中的动态性能直接影响着机床的加工精度和几何精度 。这里采用有限元方法 ，通过 ANSYS Workbench软件对横梁进行应力分析和模态分析，并对横梁进行结构优化，提高横梁的动刚度，降低结构应力。

2 横梁有限元模型建立2.1 模型简化横梁模型存在了大量的连接孑L和倒角等结构，不利于有限元模型的建立。为了降低横梁有限元模收稿 日期 ：2012-08-l1；修回 日期 ：20t2-09-12基金项 目：国家科技重大专项(2009ZX04001-172)作者简介：姚晓坡(1987～)，男，河南巩义人，郑州大学机械工程学院硕士研究生，研究方向为数控技术，(E-mail)magiealapple###126.corn：通讯作者：高建设(1977-)，男，河南舞阳人，郑州大学机械工程学院讲师，安阳鑫盛机床股份有限公司博士后工作站在站博士，主要研究 方为数 控技术 、机器 人技术 ，(E-mail)gaojianshe###163.corn。