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基于ANSYS的炭塊平面加工中心主軸的動態(tài)分析
閱讀：95 發(fā)布時間：2020-8-11文章預(yù)覽：
半石墨質(zhì)陰極炭塊主要應(yīng)用于鋁電解行業(yè)，其加工質(zhì)量對鋁電解的工作過程有重要的影響。雙刀盤銑削機(jī)組作為陰極炭塊銑削加工機(jī)組,其加工精度對炭塊的使用壽命有著重要的影響，而銑削加工中心的主軸動態(tài)性能直接影響加工中心的加工精度。主軸為多組件、復(fù)合支撐的特殊結(jié)構(gòu)[1],是銑削機(jī)組的關(guān)鍵零件，既要求有高的精度與剛度，同時又要滿足粗加工和精加工的工藝要求。主軸部件在外力作用下會產(chǎn)生較大的變形，容易引起振動，不僅降低了加工精度和表面質(zhì)置，還會使齒輪等傳動件和軸承因不能均勻受力而惡化工作條件。為了使加工中心的主軸系統(tǒng)具有高剛度、振動小、變形小、噪聲低以及良好的抵抗受迫振動和自激振動能力的動態(tài)性能，在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計時就必須考慮主軸部件的變形情況0。設(shè)計時常采用外推或類比法進(jìn)行加工中心部件結(jié)構(gòu)設(shè)計,計算結(jié)果只用于結(jié)構(gòu)性能的定性分析與比較,安全系數(shù)較大。過去主要是對主軸部件的靜態(tài)與準(zhǔn)靜態(tài)方面的研究,而目前的研究方向為加工中心關(guān)鍵零部件的動態(tài)特性H分析。本文建立加工中心主軸的有限元模型，利用有限元分析軟件ANSYS對加工中心主軸的動態(tài)性能進(jìn)行了研究，得到了相應(yīng)的研究數(shù)據(jù),為主軸設(shè)計改進(jìn)提供了理論依據(jù)。
加工中心主軸部件的結(jié)構(gòu)簡圖如圖1所示,是一個階梯空心軸。為使主軸部件的動態(tài)和靜態(tài)設(shè)計切實可行,便于進(jìn)行有限元分析，提高網(wǎng)格劃分質(zhì)量和分析速度，采用有限元軟件ANSYS分析之前，需要對主軸部件有限元模型進(jìn)
行簡化。
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結(jié)束語：
1) 對主軸單元進(jìn)行了簡化建模，使主軸部件的動態(tài)分析工作切實可行，便于進(jìn)行有限元分析,提高網(wǎng)格劃分質(zhì)置和分析速度。
2) 利用ANSYS分析軟件對主軸模型進(jìn)行模態(tài)分析，得出了主軸部件前5階的頻率與主振型，分析了主軸在各階頻率下的動態(tài)性能，為主軸的改進(jìn)設(shè)計提供了重要的理論依據(jù)。
3) 對附加COMBIN14單元（剛度-阻尼彈簧）的主軸
單元進(jìn)行諧響應(yīng)分析,得到了主軸刀盤安裝截面處節(jié)點的位移頻率響應(yīng)曲線。判斷出主軸的共振頻率發(fā)生在第3階固有頻率，得到危險截面發(fā)生在主軸前支承處。