一种卧式加工中心溜板的力载荷参数化求解方法技术

本发明专利技术公开了一种卧式加工中心溜板的力载荷参数化求解方法，包括如下步骤：步骤一：以卧式加工中心溜板为研究对象，取导轨安装面的形心为坐标原点，列出参数化平衡方程，求出合力和合力矩；步骤二：以卧式加工中心上的滑块为研究对象，以导轨安装面的形心为坐标原点，将所受合力和合力矩分配到滑块上，从而求出滑块的分力。本发明专利技术对机床载荷进行分配计算，求出各连接面形成支反力、力矩，从而为机床热分析边界条件提供准备基础。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及力载荷方法，特别是一种卧式加工中心溜板的力载荷参数化求解方法。
技术介绍
机床静力学是机床动力学和热力学的基础。一般，在对机床进行热力学分析前，首先对机床载荷进行分配计算，求出各连接面形成支反力、力矩,从而然后应用摩擦学原理建立机床生热模型，形成整机热特性计算边界条件，从而为机床热分析提供准备基础。
技术实现思路
本专利技术为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种卧式加工中心溜板的力载荷参数化求解方法。本专利技术为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是：一种卧式加工中心溜板的力载荷参数化求解方法，包括如下步骤：步骤一：以卧式加工中心溜板为研究对象，取导轨安装面的形心为坐标原点，以参数化的形式列出平衡方程，求出合力和合力矩；步骤二：以卧式加工中心滑块为研究对象，取导轨安装面的形心为坐标原点，将所受合力和合力矩分配到滑块上，从而求出滑块的分力。进一步地，所述步骤一和步骤二中的各个零部件的载荷值和载荷作用点坐标值均是通过CAD软件自动提取。附图说明图1为卧式加工中心结构示意图；图2为溜板-主轴箱受力示意图；图3为溜板-主轴箱三维受力示意图；图4为滑块受力示意图。具体实施方式为能进一步了解本专利技术的
技术实现思路
、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下：以某卧式加工中心为例，该加工中心由床身、工作台、溜板、溜板、滑台、主轴箱等结构件组成，采用框中框结构形式。X，Y，Z轴均采用双直线滚动导轨平行分布，滑台带动工作台在导轨上沿床身作Z向运动；溜板在导轨上沿溜板作X向运动，主轴箱在导轨上沿溜板作Y向运动。将卧式加工中心用Creo参数化建模，其三维结构图请参阅图1。取溜板、主轴箱、主轴及其上的其他组件为研究对象，其受力示意图请参阅图2～图3。以O2-X2Y2Z2为坐标系，根据静力学平衡原理列出平衡方程：FQY=G0+G1-FYRX_2=-FXRY_2=0RZ_2=-FZMX_2=(G0+G1-FY)·ZQY+FY·ZF-FZ·YF-G0·ZG0-G1·ZG1MY_2=FZ·XF-FX·ZFMZ_2=-(G0+G1-FY)·XQY+FX·YF-FY·XF+G0·XG0+G1·XG1-T]]>式中，G0：主轴重力，N；G1：主轴箱重力，N；FQY：Y向丝杠牵引力，N；FX、FY、FZ：切削力的X向分力、Y向分力、Z向分力，N；XF、YF、ZF：切削力的X坐标、Y坐标、Z坐标，mm；XG0、YG0、ZG0：主轴重心的X坐标、Y坐标、Z坐标，mm；XG1、YG1、ZG1：主轴箱重心的X坐标、Y坐标、Z坐标，mm；XQY、YQY、ZQY：Y向丝杠牵引力的X坐标、Y坐标、Z坐标，mm；T：主轴电机扭矩，RX_2、RY_2、RZ_2：所有力X向合力、Y向合力、Z向合力，N；MX_2、MY_2、MZ_2：所有力对X轴合力矩、对Y轴合力矩、对Z轴合力矩，取滑块为研究对象，受力分析请参阅图4，以O2-X2Y2Z2为坐标系，将所受合力分配到四个滑块上，列出方程：FX_21=FX_24=14RX_2-MZ_22LYFX_22=FX_23=14RX_2+MZ_22LYFZ_21=14RZ_2+MX_22LY-MY_22WYFZ_22=14RZ_2+MX_22LY+MY_22WYFZ_23=14RZ_2-MX_22LY+MY_22WYFZ_24=14RZ_2-MX_22LY-MY_22WY]]>式中，RX_2、RY_2、RZ_2：所有力X向合力、Y向合力、Z向合力，N；MX_2、MY_2、MZ_2：所有力对X轴合力矩、对Y轴合力矩、对Z轴合力矩，LY、WY：分别为Y向滑块的间距、跨距，mm；FX_21、FX_22、FX_23、FX_24：四个Y向滑块的X向分力，N；FZ_21、FZ_22、FZ_23、FZ_24：四个Y向滑块的Z向分力，N；在不考虑工件重力、刀具切削力、主轴转矩的条件下，以主轴箱处于中间位置为例，进行具体说明。以下各大件的重力值(N)、重心坐标(mm)、导轨跨距(mm)、间距(mm)均可用Creo软件提取。已知主轴重力为1575，重心坐标为(0，-125,337.17)；主轴箱重力为7691.65，重心坐标为(-0.006,-60.57,-76.7)；丝杠牵引点坐标为(0,227.5,-20)；坐标原点坐标为(0，2350,370)。Y向滑块的间距为445，跨距为580。根据公式，则输出丝杠牵引力为4633.3，导轨滑块Z向分力均为37.9，导轨滑块X向分力为0.05，只是两导轨的上滑块X向、Z向分力为正向，下滑块X向、Z向分力为负向。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种卧式加工中心溜板的力载荷参数化求解方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤一：以卧式加工中心溜板为研究对象，取导轨安装面的形心为坐标原点，列出参数化平衡方程，求出合力和合力矩；步骤二：以卧式加工中心上的滑块为研究对象，以导轨安装面的形心为坐标原点，将所受合力和合力矩分配到滑块上，从而求出滑块的分力。进一步地，所述步骤一和步骤二中的各个零部件的载荷值和载荷作用点坐标值均是通过CAD软件自动提取。

【技术特征摘要】
1.一种卧式加工中心溜板的力载荷参数化求解方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一：以卧式加工中心溜板为研究对象，取导轨安装面的形心为坐标原点，列出
参数化平衡方程，求出合力和合力矩；
步骤二：以卧式加工中心上...

【专利技术属性】
技术研发人员：吕术亮，
申请(专利权)人：鼎奇天津主轴科技有限公司，
类型：发明
国别省市：天津;12