基于ANSYS的精密机床床身设计

周 阳

(南京师范大学中北学院，江苏 丹阳 212300)

0 引言

高精度的光洁表面需要先进的精密加工技术来实现，因此超精密加工技术不断更新发展。超精密机床被称为“工业母机”，而机床的床身是机床中最为重要的支撑部分。由于精密机床对加工切削速度和快速移动速度的要求很高，因此床身需具有良好的稳定性及优秀的静态和动态刚度。优良的床身结构能起到很好的吸振、减振作用，并具有很好的动静态性能，因此床身结构设计的优劣将直接影响机床加工精度的高低[1]。众多学者对机床的床身进行了设计与优化，其中具有代表性的有王艳辉利用有限元软件中的APDL参数化建模方法建立了一种新型精密磨床床身的参数化模型，并对该床身进行了模态分析，找到了该床身在不同频率振型下的变形，并提出了两种改进型结构[2]；张伟华利用有限元技术分析精密机床床身的动静态特性，并通过灵敏度法分析床身壁厚和结构尺寸对床身动态特性的影响[3]；王富强提出了一种运用结构动态优化原理和有限元法的变量化分析方法，对精密机床床身元结构进行动态特性分析，并以元结构分析结果为依据，提出了该床身结构的两种优化方案[4]。本文运用SolidWorks建模软件进行精密机床床身的结构设计，并基于ANSYS软件进行机床床身的静力学分析，以校核床身的刚度和强度。

1 设计机床床身三维模型

由于灰口铸铁材料具有良好的耐磨性和减振吸振性，因此机床床身选用灰口铸铁HT250铸造成型。……