【正文】 結(jié) 論本論文的主要工作 加工中心已經(jīng)成為了近幾年來發(fā)展的熱點內(nèi)容，加工中心目前正朝著高速、高精度、高穩(wěn)定性的方向發(fā)展，對進給驅(qū)動系統(tǒng)的靜動態(tài)性能的要求也是越來越高。采用智能尺寸進行網(wǎng)格分割，選取的劃分單元的精度為4劃分網(wǎng)格后的底座模型如圖314所示：圖314 底座網(wǎng)格劃分模型（4）定義邊界條件底座是安置在加工中心箱體上的，在模態(tài)分析中，認為底座底面是和箱體連接固定不動的。工作臺的材料屬性如下：表33 工作臺材料屬性彈性模量/GPa泊松比密度/Kgm31357300（3）單元的選擇和網(wǎng)格的劃分在工作臺的建模過程中依然采用Solid 92實體單元進行網(wǎng)格劃分。失穩(wěn)所造成的直桿喪失軸向支撐能力，很可能會造成零部件或者整個系統(tǒng)的破壞，造成生產(chǎn)安全等問題。故載荷僅為摩擦力。物體理論上有無窮階模態(tài)，振動是這無窮階模態(tài)的疊加。 滾珠絲杠簡化后的模型如圖31所示：圖31 滾珠絲杠簡化模型（2）定義材料屬性根據(jù)ANSYS模態(tài)分析需要，定義彈性模量和材料的密度。ANSYS基本功能包括：結(jié)構(gòu)分析（靜力分析、模態(tài)分析、諧響應分析、瞬態(tài)動力學分析、特征屈曲分析、專項分析等）、熱分析、電磁分析、流體分析、耦合場分析等[22]。最終雙驅(qū)動直線進給系統(tǒng)的總體裝配圖如下所示：圖211 整體裝配效果圖3 雙驅(qū)動進給系統(tǒng)的有限元建模與靜動態(tài)分析 有限元及ANSYS簡介 有限元方法簡介有限元法是是近似求解一般連續(xù)域問題的一種數(shù)值方法，最初是用于對結(jié)構(gòu)進行應力分析，后來很快就廣泛應用于如電磁場、流體力學等各種連續(xù)域問題；有限元法適應于任意復雜的幾何區(qū)域，可以處理不同的邊界條件，由于計算機技術(shù)的不斷發(fā)展，在20世紀中葉以來，有限元法以其獨有的計算優(yōu)勢得到了廣泛的發(fā)展和應用[22]。m(7) 彈性變形測量定位精度時，機床不切削。故距離l=900+150=1050mm=。伺服電動機的反電動勢系數(shù)KM指的是：伺服電動機的反電動勢與角速度之比?？紤]到要方便排放碎屑，在底座上面凹槽部分上下打通，方便碎屑排放。故需要設置成筋板結(jié)構(gòu)。 工作臺設計工作臺是零件加工的場所，是采用鑄造技術(shù)，自行設計制造。一般情況下加工中心均是采用兩根導軌條，每條導軌上有兩個滑塊。：空載加速轉(zhuǎn)矩是指：執(zhí)行部件從靜止以階躍指令加速到最快進給速度時需要電機輸出的轉(zhuǎn)矩，這個轉(zhuǎn)矩不得超過伺服電動機的最大輸出轉(zhuǎn)矩Tmax[5]。 Nm，許用最高轉(zhuǎn)速為5400 r/min，均滿足要求。m ()故最大切削力矩：T = Tf +Tp = N表 21 絲杠的支承方式本例中選取“兩端固定”的支承方法。L=60nm+h106=60225015000106=2025 ( 106r) ()絲杠的當量載荷：Cm=32025= kN ()所選的滾珠絲杠，其額定動載荷Ca不得小于此值Cm，即Ca≥Cm。所以絲杠的實際平局載荷Fm*= Fmτ，最大載荷Fmax*=Fmaxτ。0級精度的絲杠V300=。這里選定脈沖當量為a=。 傳動系統(tǒng)設計交流何服電機的最高轉(zhuǎn)速ndmax有2000r/min，3600r/min ，4500r/min，6000r/min，不等。 本文研究內(nèi)容進給驅(qū)動系統(tǒng)是加工中心的重要組成部分，進給系統(tǒng)的設計是否合理，靜動態(tài)的特性如何將會直接的影響到加工中心的加工精度。為了更好的去適應高速化高精度化的要求，改進并提高滾珠絲杠的靜態(tài)動態(tài)性能，一些學者和專家考慮將傳統(tǒng)的單滾珠絲杠驅(qū)動進給系統(tǒng)進行改進，改為采用雙滾珠絲杠驅(qū)動的進給驅(qū)動系統(tǒng)。大連理工的戴曙總結(jié)了一套關(guān)于數(shù)控機床直線進給系統(tǒng)的傳動設計計算方法以及其中比較重要的傳動部件和滾珠絲杠及絲杠支承的計算設計方法。一個國家數(shù)控機床的數(shù)量和水平已經(jīng)成為了衡量一個國家工業(yè)現(xiàn)代化程度和綜合國際競爭力的重要指標[2]。本文以雙滾動絲杠驅(qū)動直線進給進給系統(tǒng)為研究對象，對目前國內(nèi)外機床的進給系統(tǒng)的研究狀況進行了簡單介紹；利用三維造型軟件Pro/e，對雙驅(qū)動進給系統(tǒng)的組成部件進行了設計及裝配；并基于有限元的分析方法，利用ANSYS軟件對進給系統(tǒng)的重要部件如工作臺、底座和滾珠絲杠進行了模態(tài)分析，并對滾珠絲杠做了靜力分析，并進行了壓桿穩(wěn)定的校核；在最后對“支撐部分壁厚對模態(tài)各階頻率的影響”做了分析。到目前為止，以數(shù)控技術(shù)為主要代表的現(xiàn)代化制造技術(shù)已經(jīng)成為美國、日本和歐洲等先進工業(yè)國家競爭的焦點。東北大學的邱國富對數(shù)控機床進給機構(gòu)的特性進行了研究，并建立了進給系統(tǒng)的伺服控制系統(tǒng)的數(shù)學模型，并用ANSYS及Simulink對進給伺服系統(tǒng)的特性進行了分析和動態(tài)性能的仿真[11]。由大連機床廠設計生產(chǎn)的VHT系列五軸聯(lián)動立式車銑復合加工中心的Y 軸方向即采用的是雙絲杠驅(qū)動的結(jié)構(gòu)。（3）利用三維造型軟件Pro/e，對雙驅(qū)動進給系統(tǒng)的組成部件進行了設計及裝配。先試選電動機的最高轉(zhuǎn)速為nmax=4500r/min，則：絲杠導程：Ph=1000Vmaxnmax=1000424500= （）在反饋裝置中，目前有兩種：（1）用測速發(fā)電機作為速度反饋；用旋轉(zhuǎn)變壓器作為位置反饋；（2）利用編碼脈沖編碼器同時作為速度和位置反饋，后者應用目前較為廣泛 [3]。傳動系統(tǒng)總體如圖22所示：圖22 傳動系統(tǒng)示意圖伺服電機3與滾珠絲杠5通過聯(lián)軸器4聯(lián)結(jié)。首先，計算本例中工作負載造成的絲杠的當量載荷Cm。絲杠的最高轉(zhuǎn)速為4500r/min。額定動載荷為Ca=64 kN，大于計算結(jié)果。角接觸軸承的40TAC72A型推力角接觸軸承(內(nèi)徑40mm，外徑72mm，寬度15 mm)。所選伺服電機的額定轉(zhuǎn)矩大于25 Nm2 ()根據(jù)交流伺服電機要求，負載慣量 ≤ 電機轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動慣量10（倍）。m2，滿足要求。tac=2π4500 Tmax= s () s即可。在實際工作中，考慮到受力位置是不斷變動的，所以采用平均載荷對滾動導軌進行分析，在這里認為平均受力點為工件中心。選擇T型槽尺寸為：A=28mm、B=50mm、C=20mm、H=48mm、P=100mm。具體結(jié)構(gòu)如圖27所示。其中0級絲杠V300=。伺服系統(tǒng)的Ks=8 1/s（Ks為系統(tǒng)增益，由試取后經(jīng)過驗算得到），取Kvo =28=16 V/V。m ()（3）絲杠軸承的軸向剛度 Kba絲杠軸承為40TAC72A型，查文獻得兩列組合型的軸向剛度Kba為1230 N/181。m () (8) 定位誤差任意300mm長上的定位誤差，等于滾珠絲杠的誤差V300 加上彈性變形δ，即3+= 181。有限元分析中分析的對象已經(jīng)不再是原始對象，而是由大量的單元以某種的方法聯(lián)結(jié)而成的離散對象。所以在進給系統(tǒng)的模態(tài)分析中，需要分析前幾階的模態(tài)。非常適合不規(guī)則形狀的結(jié)構(gòu)特別是曲線邊界的擬合。由于模型是對稱模型，計算結(jié)果有重根，重根的模態(tài)振型是相互對稱的，運算結(jié)果中重根算作一個模態(tài)振型，其中5階模態(tài)有3個重根，不但有徑向的振動，還有軸向的振動。 N/181。若規(guī)定穩(wěn)定的安全系數(shù)為大于5。約束設置如圖所示（約束部分用紫色標出）：圖311 工作臺約束設置（5）模態(tài)分析求解設定analysis type為modal分析，進行求解運算。(a)一階振型 (b)二階振型(c)三階振型 (d)四階振型(e)五階振型 (f)六階振型圖316 底座各階模態(tài)振型圖各階模態(tài)振動頻率如下表所示：表36 底座各階模態(tài)振動頻率階數(shù)123456頻率（Hz）102711021135119513001354 模態(tài)對比分析模態(tài)分析是結(jié)構(gòu)動態(tài)設計及設備故障診斷的重要方法，而支撐的肋板部分又是影響各階模態(tài)頻率的重要因素。主要完成了以下工作：(1)本文以雙滾動絲杠驅(qū)動直線進給進給系統(tǒng)為研究對象，對目前國內(nèi)外數(shù)控機床的進給系統(tǒng)的研究狀況進行了簡單介紹，闡述了已取得的研究成果以及仍存在的不足。汪老師在