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有关长沙拉床设计的“有限元建模”分析
点击次数:759 发布时间:2020-03-17
   长沙拉床的床身铸件采用树脂砂、消失模实型铸造,材质均为优质细腻的灰口铸铁HT200-HT300,精准的配比,在灰铸铁生产中,适当提高铸铁的Si/C比值,并以适当的孕育处理或微合金化处理,可获得具有优良综合性能的高si/C值铸铁,试验结果表明在高硅铸铁中加入适量的Cu和稀土,可使石墨细化、组织细化和均匀化。用这种铸铁可使机床铸件具有更高的刚度、更高的抗拉抗弯强度、耐磨性和尺寸稳定性,并且铸造性能良好,机械性能高而稳定和较少产生废品。
  拉床作为一种采用拉刀加工各种内外成型表面的机床,生产效率高,加工质量好,广泛应用于汽车、摩托车、农机、航空及工程机械等行业。近年来,由于机床工业对发展制造业和提升实体经济具有战略意义,各国都高度重视对拉床和拉削技术的研究。
  拉床加工过程的主运动是主溜板的直线运动,进给运动则靠拉刀本身的结构来实现。主溜板在拉床加工工件时,要承受切削力、机床部件和工作重力、内部传动机构的作用力,它们产生的变形对工件的加工精度和表面质量有很大的影响。
  国内外很多学者和专家把有限元的方法运用到机床设计中,并取得了显著成果,从而使机床的加工精度、加工效率和寿命得到了提高,并降低了生产成本。有限元建模是进行有限元分析和优化设计的基础,主要包括网格划分、边界条件和载荷设定。单元质量的好坏往往直接影响有限元求解结果的精确性。细密的网格可以使结果更精确,但是也会增加CPU计算时间,并且需要更大的存储空间。
  在对拉床主溜板施加载荷约束时,尽可能地接近实际:
  1.拉床主溜板承受的外力载荷为油缸对主溜板的推力和加工工件对主溜板上工作台的压力,按照实际情况选择载荷类型为Force(集中力);
  2.主溜板与导轨接触处要限制所有自由度,施加全约束,选择约束类型为SPC(固定约束)。
  将工作台中心孔内所受集中力等效成工作台孔表面的均布压力,这个均布压力可以由力和力矩平衡求得,在施加这个均布压力载荷时可以直接施加在工作台的表面上,并指向面内。同理,油缸与主溜板的接触力也可以用此方法,等效成表面的均布压力。
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