【正文】 應(yīng)力云圖對話框設(shè)置在ansys仿真結(jié)束后測得的，: 主軸應(yīng)力云圖 ： 應(yīng)變云圖對話框設(shè)置在ansys仿真結(jié)束后測得的，: 主軸應(yīng)變云圖通過上述分析，可以測得相應(yīng)的應(yīng)變云圖、應(yīng)力云圖，從圖中讀取各個應(yīng)力節(jié)點處的具體值，和前面的計算結(jié)果做比較，故此處的有限元分析是正確的。6)加載求解 加載求解一般分為三個部分，即施加約束條件、施加載荷以及求解計算。 后處理ANSYS提供兩種后處理方式，POST1和POST26。5 主軸箱體上述各機構(gòu)和裝置都裝在箱體中，并應(yīng)保證其相互位置的準確性。 軸的結(jié)構(gòu)圖軸承選用如下：后支承：圓錐孔雙列圓柱滾子軸承（NN3016型），前支承：兩個推力球軸承（51120型）和一個圓錐孔雙列圓柱滾子軸承（NN3020型）組配。為方便起見，令變量為橫坐標，為縱坐標作出計算線圖，如圖5所示，使用該圖線時，先計算出綜合變量，在橫坐標軸上找到η的位置，然后向上作垂線與相應(yīng)的斜線相交，再從交點作水平線與縱坐標軸相交得到，因為a已知，便得到最佳跨距。主軸頭部的構(gòu)造，應(yīng)保證夾具、頂尖或刀具的準確安裝，并便于裝卸，還應(yīng)盡量縮短主軸端的懸伸長度。根據(jù)上述軸承選用的要求結(jié)合本設(shè)計的要求，軸承選用如下：后支承：圓錐孔雙列圓柱滾子軸承(NN3000K型)精度等級相當于P5級，前支承：兩個推力球軸承(51000型)和一個圓錐孔雙列圓柱滾子軸承(NN3000K型)組配精度等級相當于P5級，并且軸承為中欲緊。要求較低的主軸或三支承主軸的輔助支承可用P5級。這種軸承與雙列圓柱滾子軸承相配套，用來承受軸向載荷。滾動軸承有專業(yè)化工廠生產(chǎn)，選購維修方便，在數(shù)控機床上被廣泛采用。 耐磨性主軸組見的耐磨性是指長期保持原始精度的能力，即精度保持性。還決定于主軸轉(zhuǎn)速，支撐的設(shè)計和性能，潤滑劑及主軸組件的平衡。齊齊哈爾第一機床廠的婁曉鐘等對12．5m立式車床的關(guān)鍵零部件進行了有限元分析。伊朗Tehran University的Ramezanali Mahdavinejad用有限元方法分析了在車削過程中車床和工件的穩(wěn)定性，用ANSYS軟件分析了車床整體的動態(tài)特性，并對TN40A車床進行了實驗模態(tài)分析。近幾年，又出現(xiàn)了以數(shù)控機床為基本加工單元的計算機集成制造系統(tǒng)(puter integrated manufacturing systems，簡稱CIMS)，實現(xiàn)了生產(chǎn)決策、產(chǎn)品設(shè)計及制造、經(jīng)營等過程的計算機集成管理和控制。由于加權(quán)殘余法的適應(yīng)性使有限元方法得以進一步擴展，Szabo和Lee 1965年首次推導了從前已知的用于結(jié)構(gòu)分析的彈性方程，然后Zienkiewicz和Parekh1970年推導了用于瞬態(tài)場問題的方程。此發(fā)展說明能量原理在有限元方法中起著重要作用。【關(guān)鍵詞】 數(shù)控車床，主軸，Solid Works建模，ANSYS應(yīng)力分析ABSTRACT This paper introduces the finite element analysis of CNC machine tools and the development of dynamic and static characteristics of the domestic machine tool research status, and then to the spindle CNC lathe and parts of the design as the main content, the first CNC machine tool spindle about the design of ponents request, a reasonable choice bearing type, designed the first journal diameter spindle D1, spindle diameter d, the amount of front overhang and the spindle bearing a span of L, so as to design the spindle, then select the specific bearing design bearing side box cover and the spindle, a spindle made of materials, heat treatment and technical requirements. The design of the spindle CNC lathe and its parts in Solid Works design in the axis of threedimensional modeling of parts and ponents, parts diagrams and assembly drawings draw. Finally, the painting spindle for meshing into ANSYS to calculate the force received by the spindle, and then applied constraints and loads, came to the conclusion of the spindle static stress analysis, stress distribution by the spindle, and then analyzes the spindle force status, verify the rationality of the design while practice guidance. I1 緒論1 緒論 選題背景隨著市場上產(chǎn)品更新?lián)Q代的加快和對零件精度提出更高的要求，傳統(tǒng)機床已不能滿足要求。通過設(shè)計獲得設(shè)計工作的基本技能的訓練，提高分析和解決工程技術(shù)問題的能力，并為進行一般機械的設(shè)計創(chuàng)造一定的條件。Clough和Rashid，Wilson 1965年考慮了非軸對稱固體的特例。第一臺數(shù)控機床是由美國Parsons公司與美國麻省大理工學院(MIT)于1952年合作研制成功的，當時是為了加工直升飛機螺旋槳葉片輪廓的檢查樣板。數(shù)控車床主軸是數(shù)控車床的關(guān)鍵零件之一，它直接影響數(shù)控車床的加工性能，主軸的動態(tài)特性的好壞直接影響主軸高速化的實現(xiàn)。昆明理工大學梁祖峰對TH6350加工中心主軸系統(tǒng)進行了實驗模態(tài)分析，從理論上對模態(tài)分析、參數(shù)識別、相關(guān)的信號分析以及實驗方法進行了討論。車床工作時，由主軸夾持著工件直接參加表面成形運動。 升溫和熱變形 主軸組件工作時因各相對運動的處的摩擦和攪油等而發(fā)熱，產(chǎn)生溫升，從而使主軸組件的形狀和位置發(fā)生變化（熱變形）。前軸承到主軸前端的距離（稱懸伸量）應(yīng)盡可能小一些。為了提高精度和剛度，主軸軸承的間隙應(yīng)該是可調(diào)的。的軸向剛度較高，但徑向剛度和允許的轉(zhuǎn)速略低，多用于車、鏜、銑加工中心等主軸；α=15176。軸承欲緊后，內(nèi)部無間隙，滾動體從各個方向支承主軸，有利于提高運動精度。選擇小齒輪材料為40Cr (調(diào)質(zhì))，硬度為280HBS，大齒輪材料為45鋼(調(diào)質(zhì))硬度為240HBS，而這材料硬度差為40HBS。確定內(nèi)孔徑原則是：為減輕主軸重量，在滿足不削弱主軸剛度的要求下，應(yīng)取較大值。主軸材料的選擇，主要應(yīng)根據(jù)耐磨性和熱處理后變形的大小來選擇。參照一般機械制造業(yè)中，查閱軸的許用撓度[y]和許用偏轉(zhuǎn)角的表格，得到一般用途的軸，許用撓度，L為支承跨距。 首先根據(jù)設(shè)計畫出所需的零件，然后查手冊找到所需的標準件，最后對這些零件進行裝配，生成三維裝配圖， 是三維裝配圖。主軸分析選用的是Solid92實體單元。（3）單元類型的選擇：連接桿選擇SOLID 20node 95單元。manufacture．[34]Li．Hong qi．Integrated dynamic thermomeehanical modeling of high speed spindle．solution[35]procedure and validation Journal ofManufacturing Scienceamp。 導入ANSYS后的主軸模型（2）確定分析類型：確定分析類型為結(jié)構(gòu)力學分析，在前處理器Preference for GUI Filtering中選擇Structure，Discipline Option中選擇hmethod。2)定義單元類型 單元類型(Element Type)的定義用來決定用什么形狀的微元來離散主軸。軸向欲緊采用螺母，其欲緊量查有關(guān)手冊。前軸承內(nèi)徑為100mm，后軸承內(nèi)徑為80mm，跨距L=400mm，主軸前懸量a=80mm，主軸孔直徑60mm，主軸前端加載F為85N。在幾何形狀一定時，主軸的剛度決定于材料的彈性模量。D1可根據(jù)機床主電動機功率來確定。2) 即床位一般工作機床，故選用7級精度。 主軸軸承精度機床精度等級前軸承后軸承普通精度等級P5或P4（SP）P5或P4（SP）精密級P4（SP）或P2（UP）P4（SP）高精度級P2（UP）P2（UP） 軸承間隙調(diào)整和欲緊主軸軸承的內(nèi)部間隙，必須能夠調(diào)整。的編號為7000C型（舊代號為36100型），屬于特輕型；或編號為7190C型；或編號為7190C型（舊代號為1036900型），屬于超輕型。主軸軸承，可選用圓柱滾子軸承、圓錐滾子軸承和角接觸球軸承。普通機床的材料通常是45號或60號優(yōu)質(zhì)中碳鋼，數(shù)控機床需調(diào)質(zhì)處理。影響抗振性的因素主要有主軸組件的靜剛度，質(zhì)量分布和阻尼（特別是主軸前支撐的阻尼）主軸的固有頻率應(yīng)遠大于激動力的頻率，以使它不易發(fā)生共振。 設(shè)計參數(shù)參數(shù)：P=，n=1450r/min，切削力為85N533 對主軸組件的要求2 對主軸組件的要求主軸組件是機床的重要組成部分之一。建立了主軸系統(tǒng)基于Riccati傳遞矩陣法的質(zhì)量分布梁動力學模型，獲得了機床主軸系統(tǒng)橫向振動時其固有頻率的有關(guān)信息，以及主軸系統(tǒng)主要設(shè)計參數(shù)對系統(tǒng)動態(tài)特性的影響有關(guān)信息。超精密加工主要包括超精密切削、超精密磨、研磨、拋光以及超精密特種加工。 數(shù)控機床的發(fā)展數(shù)控機床(nu