在HyperMesh中合理设置了各部件的单元大小之后,整个加工中心共划分了 5462673个单元,1050270个节点,设置单元类型为实体单元solidl85和相应的材料属 性。将网格模型导入ANSYS后,连接等效结合点位置的相应节点生成用户自定义单元 MATRIX27来模拟零件之间相接触部分的特性,根据实际结合部类型和数量,共建立了 522个MATRIX27弹簧阻尼单元,并根据实际结合部的特性参数设置了 MATRIX27单 元实常数。这里需要说明的是,将HyperMesh中的网格模型导入ANSYS后,模型中只 有单元和节点,而不存在体和面了。综上所述,整机有限元模型如图2.5所示。
模态分析可以确定一个结构的固有频率和振型,结构的固有频率和振型是动力学分 析的起点。固有频率和振型是振动系统的物理属性,在对一个振动系统进行分析时,首 先任务就是求得其固有频率并得出相对应的振型,模态分析即是用来确定这两项内容。
机床在实际工作时,连接在主轴上的刀具相当于激励输入点,该激励响应作用在由 夹具固定在工作台上的工件上,所以分析时在机床主轴前端施加一对副值大小为1000N 的简谐力(相当于转矩),提取工作台上一点为响应输出点,分析机床250Hz内的谐响应特性,分析步长选择1000,阻尼比设置为0.05,利用模态叠加法Mode Superposition计 算
在VERICUT中有两种构建机床的方法,一种是通过软件自带的简单建模工具对新 机床进行模型的建立,另外一种是******应用其他的三维建模软件建立好机床模型,然后 将机床模型文件导出为VERICUT可以识别的文件格式,最后再导入到VERICUT中。 用VERICUT自带的建模工具建立模型比较麻烦,所建立的模型文件也比较粗糙,这里 采用第二中建模方法,利用NX将建好的机床模型文件导出为“****.ply”格式文件,并导 入到VERICUT中用以建立五轴加工中心。
要建立VERICUT机床模型拓扑结构必须先了解机床各轴间的运动关系以及相关的 参数,尤其是比较复杂的五轴坐标机床,各个组件质检的相对关系比较复杂,转动中心 间的偏置、转动中心轴线到主轴线的偏置和转动中心到主轴端面间的距离等,这些参数 尤其重要,参数的准确与否直接决定了仿真结果的真实实用性。
刀具建好后还应被合理的安装到机床上相应的位置以求达到与真实机床相一致。通 过调整刀具装夹点,可以调节新建刀具在主轴上的安装高度。在刀具管理器窗口中单击 装夹点下面的文本框就可以看到刀具装夹点显示的刀具区域中红圈内的箭头,当在 VERICUT中激活文本框时,就会在图形显示区域激活捕捉光标,将鼠标移动到刀具显 示区域时,箭头会自动捕捉一些关键坐标点,也可以手动输入装夹点的坐标值,如图5.15所示。
机床是指制造机器的机器,亦称工作母机或工具机,简称机床。机床在国民经济现 代化的建设中起着重大作用,其是现代工业发展。目前,常见的机床有车床、镗床、铣床、刨 床、磨床和钻床等。钻床指主要用钻头刀具在工件上加工孔或攻丝的机床,与其他机床相 比,钻床的结构相对简单一些,其加工精度也相对较低。加工过程中,通过更换相应刀具,可 进行扩孔、锪孔、铰孔或攻丝等加工。目前,现有的机床当中,除了精密复杂的加工中心,现 有的钻攻中心机床仅能对单一工件装夹加工的,还没有能对多工件装夹持续依次加工的装置。 另外,加工中心的造价高昂,维护成本高,操作专业性强,不适于对应中小型企业使用。另 外,现有的钻攻中心机床只能对单一工件进行钻孔或攻丝,不能对单一工件连续预钻孔、钻孔、 攻丝加工。
随着科技的不断发展,机械领域中需求的零部件的样式也越来越多,各种零部件 的孔、槽的加工机床或加工中心也越来越多。尽管现有技术对于槽加工的技术在不断更新, 但现有技术对于长槽或多槽且带有其他加工位置的工件在加工时,通常都是先用刨床刨铣 槽位,然后再用加工中心切铣钻其他加工位置。这样的加工形式人工劳动强度大,加工耗时 较长,而且增加了成本高,加工效率低。
石墨以导电性能良好,价格相对便宜,且更适于高速高精加工等优点,在模具行业 替代铜材,制成模具零件(主要是电极)产品的品种和数量日趋量增,因此能够加工石墨 为材质的零件的加工中心也应适应市场的需求,不仅做到性能优良,而且经济实用。虽然石 墨材料易于加工,但是在加工过程中会产生很多粉尘,石墨加工过程中切屑产生的粉尘很 细腻(最小达0.006mm),由于石墨密度小,粉尘细腻,使得石墨粉尘漂浮在空气中,不易清 除,对操作人员的身体健康造成严重影响。所以目前市场上用于加工石墨零件的加工中心 ******的难题是排屑及过滤系统庞大,处理繁琐,效果也不是很理想,而且成本居高不下,制 约了该产品的发展。目前加工中心对石墨粉尘的收集主要靠全封闭的吸尘系统,但是这种 方法对密封装置要求严格,否则不利环保;而且装置比较复杂,体积庞大,因此造价昂贵,制 造成本及加工成本都比较可观。最主要的是利用吸尘法去除石墨风尘会有很多吸尘死角。 由于石墨粉尘的相互接触、摩擦、分离等均会产生静电。在工业生产加工过程中,物料颗粒 之间或物料与器壁之间免不了互相碰撞摩擦,进行反复的接触和分离,这样,它们之间就会 产生电子转子转移现象,使石墨粉尘带上不同极性的静电。
加工中心广泛应用于制造行业。目前的加工中心,主要分为立式加工中心和卧式 加工中心。