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基于虚拟样机技术的车床主轴系统建模与仿真

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基于虚拟样机技术的车床主轴系统建模与仿真 Powered By Docstoc
					     23             1                                                                                                                                                          Vol.23,No.1
    2010        1                                                  Development & Innovation of Machinery & Electrical Products                                             ·    Jan.,2010 ·

            : 1002-6673 (2010 ) 01-165-03




                                                                                ,                    ,           ,
                                      (                                                                                            ,                        650031)


                        :                                                       ,        Solidedge           ADAMS
                                          。                    ,                                             ,                                  ,                      ,
                                                                                                                                                        ,
                                                                                         ,                            。
                        :                     ;            ; ADAMS ;
                                  : TP391.9                                : A          doi:10.3969/j.issn.1002-6673.2010.01.066


            Modeling and Simulation of Lathe Spindle System Based on Virtual Prototyping Technology
                                                        WANG Yong , LIN Lin , LUO Hong , ZHANG Chong-Gang
 (Mechanical Research & Design Institute of Yunnan Province, Key Laboratory of Electric-mechnical Integrated Application Technology of
                                                            Yunnan Province , Kunming Yunnan 650031 , China )
Abstract : In the CNC spindle system development study, the use of Solidedge and ADAMS geometry of the spindle system modeling and
dynamic simulation. Sine sweep through the forecast spindle system dynamic response will be compared with experimental values, the basic
match, shows a systematic use of flexible body dynamics simulation can be reflected in the process of spindle turning motion characteristics,
the system to achieve in a virtual environment spindle system to complete the feasibility study and design, improve design quality.
Key words : flexible body ; spindle system ; ADAMS ; simulation




0                                                                                                        1
                                          VPT ( Virtual Prototyping Technology )                                                                                               ,
                                                           ,                                                          Solid Edge                    。
                                                                                                 ,                                          ,
                                                  ,                                                                                         ,                                      。
                            [1]
                                  。           K360A                                                      solid edge                “                ”
            ,                                                                                                                                   ,
    ,                                                                               ,                        。
                                                                                             ,                                                                     ,
                             ,                             。
                                          K360A                                                                  ,
        ,                                                                   ,                                              。
                        、                                                                                        、             、
                ,                                                                                            、                         。
            。                                                                                                              ,
                                                                                                         Parasolid
                : 2009-11-25                                                                                 ,            patran
                :                                     (2007CF003 )                                       adams                                              1
                :            (1981- ),                 。                   :                                     ,                         Fig.1 Three-dimensional model of
        、                                     。                                                              1        。                                         spindle system

                                                                                                                                                                                       165
·               ·

                                                                                                                                                    ,
2                                                                                                           。
                                                                                                        3.2
                                                                              ,                                                                            45~3500 rev/min                ,
                    ,                                            。                                                                                               ,
                                                                 、                                              3000rev/min                         。
    ,                       。                                                                                   、           、               ,
          ADAMS         ,                                                         。                         ,                                                                         ,
          ADAMS                              ,                                                                                                                             ,
                                    ,                         ADAMS                                                                     ,
    ,                       ADAMS/autoflex                                                    [2]
                                                                                                    。               。                                      : ①                            :
                                                      。                ADAMS                                                             :                                                ,
                    ,                                         PATRAN-NASTRAN                                        Z                           ;                                     :
           ,                                ADAMS                                                                                               ,                Y                        ;
        MNF 。                                                                                           ②                   :                                                     ,
                        ,                   10                tet10                                 ,                                   ;
                                                 110740                , 72103                                  ,                                            。                        、
           ;                                                    210GPa 、                        =               、                                                    3     。
                            3
0.3 、       =7800kg/m 。                                               2               。
NASTRAN                 ,                                                         *.MNF
    。                                             ,
ADAMS                                   ,                                                 。




                                                                                                                                 3
                                                                                                            Fig.3 Rigid-flexible coupling model of spindle system

                                2                                                                       4
            Fig.2 Finite element model of spindle
                                                                                                                    4
3        ADAMS                                                                                                  ,       5
                                                                                                                    ,
                                            NASTRAN
                                                                                                                                     0.002mm,                            340Hz,
                ( *.MNF                     ),            ADAMS
                                                                                                                                                                     0.0018mm,
    ,                                                 。
                                                                                                                        481Hz。                                                            ,
3.1
                                                  MNF                 ADAMS               ,
                                                                                                                    。
                                                      ,
                                                                                                                                                                                。
                                                  ,
                    ,                                                                                   5
                    ;                                                     、               ,
                                                                                                                                        ,               Solid-       (         169        )
                                                          ;

166
                                                                                                                                                                                                                                                       ·                            ·

                                                                       [1]
                                                                             。                                                                                                                                                                     ,
                                                                                                                                                                                                                                  。
                   CAD
                                                                                                                                                           (5 )                                                 :                                                   ,
                                                                                                       :                                                                                                                              ,
                                                                                                   (1 )                                            。                       ,                                                                       ;
                                                                                                                                                                                                                                                                             ,
                                                                                                                               ,                                                   ,                                              ;                            ,
                                                                                                                                                                                                           ,
                                                                                                               。                                                           。
                                                                                                   (2 )                                                    (6 )                                                                   : ①                                    :
                                                                                                   ,                   :                                                                                                      ,                            ,            CAM
                                                           of CAD/                                                                                                                                                                                         ; ②
                                                                                                                       ,                                   :                                               ,
                                                     ,                                                                                                                                                     。
                            ,                                                                          ,                                                           ,                                                                                                ,
          。                                                                                            、                                                                                               ,                                                                     。
          ,                                                                      。
                   (3 )                                                                    ,                                                                               :
                       ,                                                                                      。                          [1]                           ,       .                                                        [M].                   ,2005.
                   (4 )                                         :                                                          ,             [2]                   ,           .                                   [M].                                ,2004.
                                                                                                                                         [3]                           .                                                [M].                               ,2002.
                                                                             ,

(                          166         )
                                                           Frequency Response-Magnitude
                2.0E-006                                                                                                                                                                                       Frequency Response-Magnitude
                                                                                                                                                       2.0E-006




                1.5E-006         VibrationAnalysis_1:Input_Channel_1 Output_Channel_1 Response
                                                                                                                                                   1.5E-006                        VibrationAnalysis_1:Input_Channel_2 Output_Channel_2 Response
    Magnitude




                                                                                                                                           Magnitude




                1.0E-006
                                                                                                                                                       1.0E-006




                5.0E-007
                                                                                                                                                   5.0E-007




            0.0                                                                                                                                      0.0
                0.0            100.0                   200.0             300.0             400.0           500.0          600.0                          0.0                   150.0                                       300.0                   450.0                   600.0
Analysis:VibrationAnalysis_1_analysis                               Frequency (Hz)                                 2009-07-16 14∶28∶56   Analysis:VibrationAnalysis_1_analysis                                         Frequency (Hz)                              2009-07-16 14∶28∶56


                                         4                                                                                                                                                  5
    Fig.4 The frequency response function on the first output                                                                            Fig.5 The frequency response function on the second output
                                                               channel                                                                                                                                          channel

edge                       ADAMS                                                                                                                                                   ,                                              ,                                     。
          。                                    ,                                                               ,
                                    ,                           ,                                                                                                          :
                                                                                                                                         [1]                           .                                         ADAMS                                     [M].
          ,                                               、                                                                                                                                ,2008.
                                                                                                                                         [2]                   ,                       ,         .          ADAMS
          ,                                                                                                        ,
                                                                                                                                                                                                [J].                              ,2009,5.
                                                                                                                   ,




                                                                                                                                                                                                                                                                             169

				
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