3 数控车床的虚拟运动
在使用Pro/ENGINEER软件建立数控车床的虚拟样机后,便可以定义模型中各个部件间的运动关系,可以使用MDX模块来对数控车床进行模拟运动仿真的校验,如运动轨迹、速度、加速度及干涉检验等。通过对车床模型运动部分的伺服电动机的添加,当仿真运动模拟后,可以看到,溜板箱沿Z轴运动,进给箱是沿X轴运动,主轴与卡盘是沿自身的轴进行旋转,这3个方向的运动和实际数控车床的运动是完全一致的,图3是数控车床机构运动仿真界面。
4 数控车床主要零部件的有限元分析
在使用Abaqus软件对数控车床的主轴零件进行了静力学分析后,得到主轴零件在极限的切削工况下,则其挠度为0.004583,远远小于轴的许用挠度0. 1455;并且主轴变形很微小,说明主轴的刚度合格,不会影响零件的加工质量。
5 结束语
虚拟样机是比较新颖的技术,代表着一种全新的设计、开发和生产理念,这种技术可以模拟车床在真实的环境下的运动状态,并对运动和受力等情况进行分析。通过虚拟样机技术,可以很好的对物理样机进行验证,也便于及时发现设计一中存在的问题,缩短研发产品周期,提高工作效率,增强产品的市场竞争力。
通过Pro/ENGINEER软件建立的数控车床的虚拟样机后,将模型导入Abaqus软件环境下进行有限元分析,通过对主要零部件进行虚拟的受力分析,添加载荷,从而完成对主要零部件的真实受力模拟,并来观察在所受外力的情况下,车床主要零部件的位移变化,最大应力变化,产生的最大形变,刚度和强度是否在允许范围内等众多指标,来检验产品的的各项性能是否符合设计要求。此型号车床的主轴最大转速为2500 r/min,装卡方式是使用标准三爪卡盘,床身最大回转直径为400 mm,主电机额定功率为7.5 kW,通过在极限载荷条件下,通过对车床主轴的有限元分析可得3种变形云图,如图4所示。