一种小型立式加工中心建模及有限元分析

王兴东，蒋宇辉，杨秀芝,王子涵,黄付华

(1.武汉科技大学 冶金装备及其控制教育部重点实验室，湖北 武汉 430081；2.湖北理工学院 机电学院，湖北 黄石 435003；3.湖北宝科智能装备有限公司，湖北 黄石 435006)

随着科学技术的不断进步，立式加工中心的结构设计与分析思想理论高速发展。尤其是在信息技术快速更新的今天，计算机技术已经在数据计算与处理、质量控制、模态仿真分析等多方面得到了广泛的应用，有限元分析技术水平有了显著的提高，这都使得立式加工中心在结构设计与有限元分析方面的手段更加多样化[1]。

立式加工中心是集NC技术和计算机技术于一身的新型机械加工设备，目前已逐渐取代了传统的机械加工设备，由于其高效率、高精度、高自动化的加工特点[2]。数控技术将计算机、电子科技、数据信息处理和仿真分析等新兴技术结合在一起[3]。本文对立式加工中心所用铸件进行材料分析并根据力学原理进行结构设计，利用 Solidworks 软件建立双层箱型底座三维模型，将三维模型导入Ansys Workbench有限元分析软件，并建立有限元分析模型，根据立式加工中心各部件结构及工作原理，对其部件进行结构动力学分析，在分析各部件满足静强度的前提下，重点分析立式加工中心整体的动态特性。

1 各部件结构设计

1.1 铸件材料选型

立式加工中心主要部件包括底座、立柱、鞍座、工作台和头部。以上每个部件都是数控机床的基石，也是性能的保障，因此材料选型至关重要。……