機(jī)床剛度可行性分析報(bào)告目錄一、機(jī)床剛度的概念與簡(jiǎn)介二、機(jī)床剛度分析建模方法三、提高機(jī)床剛度的可行性分析四、所需設(shè)備支持機(jī)床剛度的概念一、機(jī)床剛度概念與簡(jiǎn)介機(jī)床剛度(機(jī)床的主軸、導(dǎo)軌、絲杠等承受壓力的抗變力。)剛度(受外力作用的材料、構(gòu)件或結(jié)構(gòu)抵抗變形的能力,剛度=作用力/變形量。)其他剛度機(jī)床剛度概念與簡(jiǎn)介2、機(jī)床剛度的分析機(jī)床剛度分析剛度特性評(píng)價(jià)指標(biāo)剛度性能分布規(guī)律工作空間數(shù)及結(jié)構(gòu)機(jī)床的參為提高機(jī)床性能提供依據(jù)機(jī)床剛度概念與簡(jiǎn)介3、分類機(jī)床剛度靜剛度---靜載荷下抵抗變形的能力,是在受靜載荷情況下發(fā)生的位移量,在靜載荷作用下的變形多少來衡量動(dòng)剛度---動(dòng)載荷下抵抗變形的能力,用結(jié)構(gòu)的固有頻率來衡量,它是衡量機(jī)床的指標(biāo)。基礎(chǔ)靜剛度只是動(dòng)剛度在激振頻率為零時(shí)的一個(gè)特例3.1靜剛度機(jī)床剛度概念與簡(jiǎn)介靜剛度結(jié)構(gòu)剛度(取決于材料性質(zhì)、幾何形狀、尺寸)接觸剛度(取決于接觸材料、接觸的幾何形狀及硬度)綜合剛度3.2機(jī)床動(dòng)剛度機(jī)床剛度概念與簡(jiǎn)介可見，系統(tǒng)的動(dòng)剛度取決于系統(tǒng)的靜剛度、激振力、頻率、系統(tǒng)本身固有的質(zhì)量、阻尼比、固有角頻率等。3.2.1機(jī)床振動(dòng)機(jī)床振動(dòng)自由振動(dòng)—其頻率為系統(tǒng)的固有頻率,對(duì)機(jī)床加工部件的影響小。受迫振動(dòng)--在外界激振力的持續(xù)作用下，彈性系統(tǒng)被迫產(chǎn)生的振動(dòng)。自激振動(dòng)—自發(fā)振動(dòng),沒有任何外界干擾力對(duì)其發(fā)生作用時(shí),自身發(fā)生的振動(dòng)。機(jī)床剛度概念與簡(jiǎn)介L(zhǎng)ogo二、機(jī)床剛度分析建模方法分析建模方法直接法(通用性受限)剛度矩陣法有限元法分析法實(shí)驗(yàn)法(干擾因素多、工作量大)綜合法（通用性局限）通過剛度模型來分析機(jī)床的末端變形(微位移),從而分析機(jī)床剛度對(duì)加工精度的影響1、剛度矩陣法機(jī)床剛度分析建模方法①簡(jiǎn)介:以建立機(jī)床的整體剛度矩陣為基礎(chǔ)來分析機(jī)床綜合剛度的一種方法，也是目前最常用的建模方法。②意義:方便地求出工作空間內(nèi)任一點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的末端載荷與變形的關(guān)系，并表明剛度在整個(gè)工作空間的分布規(guī)律，在剛度的應(yīng)用方面也起著極為重要的作用。剛度矩陣法的基本思路：將結(jié)構(gòu)劃分為有限個(gè)單元外力——內(nèi)力（應(yīng)力）——應(yīng)變——位移——節(jié)點(diǎn)位移平衡方程本構(gòu)方程幾何方程位移模式剛度矩陣法機(jī)床剛度分析建模方法剛度矩陣法的基本步驟：1、建立單元?jiǎng)偠染仃?、引入邊界條件3、求解剛度方程組4、求解應(yīng)力

2、有限元法機(jī)床剛度分析建模方法對(duì)分析單元的位移量進(jìn)行假設(shè)對(duì)分析單元所受力進(jìn)行假設(shè)對(duì)分析單元位移和受力假設(shè)1、高度適應(yīng)復(fù)雜幾何、物理模型2、具有嚴(yán)格的理論基礎(chǔ)變分原理特點(diǎn)機(jī)床剛度分析建模方法2.1有限元法的基本思路第一步第二步第三步將整體復(fù)雜問題離散化單獨(dú)分析離散單元對(duì)整體分析機(jī)床剛度分析建模方法1.選取有限元單元。

2.設(shè)定網(wǎng)格密度。3.進(jìn)行網(wǎng)格的劃分。2.2有限元建模的過程及簡(jiǎn)化機(jī)床剛度分析建模方法立式加工中心有限元模型整機(jī)裝配模型ANSYS軟件三、提高機(jī)床剛度的可行性分析從機(jī)床振動(dòng)（受迫振動(dòng)）方面1、縮小或者根除受迫振動(dòng)振源的激振力；2、調(diào)整振源頻率；3、大力采用隔振措施。如可以將機(jī)床的電機(jī)與床身進(jìn)行柔性聯(lián)接、對(duì)液壓系統(tǒng)加裝緩沖裝置、在機(jī)床地基等部位安裝厚橡皮或者木材等具備緩沖性的物質(zhì)，將地基與機(jī)床進(jìn)行隔離等；4、提高升傳動(dòng)裝置的穩(wěn)定性。如皮帶接頭要完善、盡量不使用平皮帶、機(jī)床中的正齒輪，盡量用斜齒輪或者人字齒輪替換。5、合理選用刀具的幾何參數(shù)；6、提高工藝系統(tǒng)的抗震性。如對(duì)接觸面進(jìn)行刮研、通過相關(guān)措施縮小主軸系統(tǒng)的軸承間隙、對(duì)機(jī)床所使用的滾動(dòng)軸承施加一定的預(yù)緊力；7、采用減震裝置；8、調(diào)整振型的剛度比。提高機(jī)床剛度的可行性分析從機(jī)床振動(dòng)（自激振動(dòng)）方面三、提高機(jī)床剛度的可行性分析1提高機(jī)床構(gòu)件的靜剛度和固有頻率；2改善機(jī)床結(jié)構(gòu)的阻尼特性；3變更振型的振動(dòng)方向；4采取補(bǔ)償構(gòu)件變形的結(jié)構(gòu)措施。從機(jī)床結(jié)構(gòu)方面提高機(jī)床剛度的可行性分析具體措施

1)合理布置構(gòu)件的筋板和筋條，以及筋板孔的尺寸，能顯著提高其剛度和固有頻率；

2)改善構(gòu)件間或構(gòu)件與地基聯(lián)結(jié)處的剛度；3）提高構(gòu)件的局部剛度；選用焊接結(jié)構(gòu)的構(gòu)件；

4)充分利用接合面間的摩擦阻尼；5)采用泥芯和混凝土等阻尼材料充填機(jī)床支承件內(nèi)的空腔，在振動(dòng)時(shí)利用相對(duì)摩擦來消耗振動(dòng)能量；