基于ANSYS Workbench的球面磨床磨头结构设计方案分析.pdf

第 2期 2 0 1 2年 2月 组 合 机 床 与 自 动 化 加 工 技 术 M o dul a r M a c h in e To o l Aut o m a t ic M a nu f a c t ur in g Te c hn iqu e N0 2 Fe b 2 0 1 2 文章编号 1 0 0 1 2 2 6 5 2 0 1 2 0 2 0 0 9 8 0 4 基于 A N S Y S Wo r k b e n c h的球面磨床磨头 结构设计方案分析 木 龚 肖新 卢 强 席晨 飞 许 萍 1 苏州工业职业技术学院 机 电工程系 江苏 苏州 2 1 5 1 0 4 2 纽威数控装备有限公 司 苏州纽威机 床设 计研 究院 江 苏 苏州 2 1 5 1 6 3 摘要 磨 头属 于精 密数 控球 面磨 床 的关键 部件 其 结构形 式会 直接 影 响到 磨 头动 力部 件 的 刚度 从 而 影响到加工工件的精度及表 面质量 针对 S MG 6 3 H球面磨床磨 头结构形式设计的三种方案 运用 A N S Y S Wo r k b e n c h对磨 头动力部件加载工况进行静态特性分析 通过分析不 同设计方案 的磨头 主 轴 主轴 箱 以及磨 头动 力部件 整体 的 变形量 和 应 力 大 小 选 出静 态特 性 最优 方 案 此 方 法 为精 密数 控球 面磨 床 关键部 件有 限元 分析及 设计 方案 的优 化提供 技 术 支持 为 改善机 床 结 构性 能和 提 高机 床 精度 奠定 了基 础 关键 词 球 面磨床 磨 头 结构设 计 有 限元 分析 中图 分类号 T G 5 8 0 2 文献 标识 码 A Ana l y s is o n S t r uc t ur a l De s ig n f or t he Gr i ndi ng He a d o f Sp he r ic a l Gr ind e r Ba s e d o n ANSYS W o r kbe nc h G O N G X ia o x in L U Q ia n g x I C h e n f e i X U P in g 1 S u z h o u I n s t it u t e o f I n d u s t r ia l T e c h n o l o g y De p a r t me n t o f Me c h a n ic a l a n d E l e c t r i c a l En g i n e e r in g J ia n g S U Su z h o u 21 51 0 4 Ch in a 2 Ne wa y CNC Eq u ip me n t Co L t d S u z h o u Ne wa y Ma c hi n e T o o l De s ig n a n d Re s e a r c h I n s t it u t e J ia n g s u S u z h o u 2 1 5 1 6 3 C h i n a Abs t r a c t Gr i n di ng h e a d i s k e y c o mp o n e n t o f p r e c is io n CNC s p h e r ic a l g r in d in g ma c h in e I t s s t r uc t u r e di r e c t l y a f f e c t s t h e s t if f n e s s o f g r in d in g h e a d p o we r Fo r t h e t h r e e d e s ig n s of g r in d in g h e a d s t r u c t u r e o f S M G6 3 H s ph e r ic a l g r in d e r ANS YS W o r k b e n c h is u s e d t o s t a t ic c ha r a c t e r i s t ic s a n a l ys is f o r t h e g r in d in g h e a d p o we r u nd e r l o a d in g Th e o pti miz a t io n pr o g r a m o f t h e s t a ti c c ha r a c t e r is ti c s is s e l e c t e d by a n a l yz in g d if f e r e n t d e s ig n o pt io ns o f g r in d in g h e a d s p in d l e s pi n dl e b o x a n d the wh o l e g r in d in g p o we r u n it Th is me t ho d pr o v id e s t e c hn ic a l s u p po r t f o r fi n it e e l e me n t a n a l y s is a n d d e s ig n o p t imiz a t ion fo r k e y c o mpo n e nt s o f p r e c is i on CNC s p h e r ic a l g r in d e r I t is the ba s is t o imp r o v e t h e p e r f or ma nc e o f t he ma c hi ne s t ru c t u r e a n d t h e a c c u r a c y of ma c h in e t o o l s Ke y wo r ds s ph e r i c a l g r in d e r g r in d in g h e a d s t r uc t u r a l d e s ig n fi n it e e l e me n t a n a l ys is O 引言 精密数控球面磨床是为了满足高精度球 阀加工 需要而设计的一种新型加工设备 在机床 研发过程 中 需要综合考 虑整机性 能的改 善和结构设计的优 化 为了适应高精度 高效率加工需求 球面磨床应 具 有较 高的 刚 度 和 良好 的结 构 性 能指 标 而 磨 头 属 于精密数控球 面磨 床的关键部件 其结 构形 式会 直 接影 响到磨 头 动力 部 件 的 刚 度 从 而影 响 到 加 工 工 件的精度及表 面质量 为了提高机床性能指标 缩 短研制周期 降低成本 本文运用 A N S Y S Wo r k b e n c h 对 S M G 6 3 H型球面磨床磨头不 同结构形式在相同约 束 条件 和载 荷 作 用 下 的变 形 量 和应 力 进 行 分 析 最 收稿 日期 2 0 1 1 0 7 1 9 修回 日期 2 0 1