一种卧式加工中心床身四点支撑的设计方法技术

本发明专利技术公开了一种卧式加工中心床身四点支撑的设计方法：首先，对机床各大结构件进行相应的处理，建立卧式加工中心整机有限元模型；其次，使用得到的机床结构简化模型进行机床结构仿真；再次，以得到的四点支撑模型静变形数据作为基准，以支撑垫铁的Z向坐标为变量分析床身导轨的静变形情况；最后，以整机末端变形和床身导轨静变形差控制在设定值之内为优化目标进行设计。通过本发明专利技术的设计方法得到的床身结构既解决了床身难以调整水平的问题，又解决了床身导轨在三点支撑的情况下变形差较大的问题，对于机床的四点支撑结构设计有良好的指导作用。

A design method of four point support for horizontal machining center bed

The invention discloses a design method of four-point support for the bed of a horizontal machining center: firstly, the major structural parts of the machine tool are processed accordingly to establish the finite element model of the whole machine tool of the horizontal machining center; secondly, the simplified model of the machine tool structure is used to simulate the machine tool structure; thirdly, the four-point support model is obtained. Static deformation data as a benchmark, the Z-axis coordinates of the supporting pad iron as a variable to analyze the static deformation of the bed guide; finally, the end deformation of the machine and the static deformation difference of the bed guide are controlled within the set value as the optimization objectives. The bed structure obtained by the design method of the invention not only solves the problem that the bed is difficult to adjust the level, but also solves the problem that the bed guide rail has a large deformation difference under the condition of three-point support, which has a good guiding role for the design of the four-point support structure of the machine tool.

【技术实现步骤摘要】
一种卧式加工中心床身四点支撑的设计方法
本专利技术涉及数控机床设计领域，特别涉及一种卧式加工中心床身四点支撑的设计方法。
技术介绍
卧式加工中心属于机床是一种，其床身位于机床下部，与立柱、溜板、主轴箱、工作台等共同组成整个卧式加工中心，对整个机床起到支撑作用。而由于现有的卧式加工中心床身在支撑时多采用多点支撑，过多的支撑点很容易造成机床在安装调试时，过度定位而难以调整床身水平，并且产生较大的塑性蠕变影响床身精度；而三点支撑的情况下，由于卧式加工中心床身Z向较长，会导致床身前端支撑不足，使得床身导轨产生较大的变形差。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服现有技术中的不足，提供一种卧式加工中心床身的四点支撑设计方法。通过本专利技术设计方法得到的床身结构既解决了床身难以调整水平的问题，又解决了床身导轨在三点支撑的情况下变形差较大的问题。本专利技术所采用的技术方案是：一种卧式加工中心床身四点支撑的设计方法，包括设置于床身底部与地面基础之间的四个支撑垫铁，四个支撑垫铁呈T型分布，床身后部的两个支撑垫铁沿X向分布，床身前部的两个支撑垫铁沿Z向分布；设计方法包括以下步骤：步骤一：建立卧式加工中心整机有本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种卧式加工中心床身四点支撑的设计方法，包括设置于床身底部与地面基础之间的四个支撑垫铁，四个支撑垫铁呈T型分布，床身后部的两个支撑垫铁沿X向分布，床身前部的两个支撑垫铁沿Z向分布；其特征在于，设计方法包括以下步骤：步骤一：建立卧式加工中心整机有限元模型；步骤二：卧式加工中心整机结构仿真；步骤三：以支撑垫铁的Z向坐标为变量分析床身导轨的静变形情况；步骤四：以整机末端变形和床身导轨静变形差控制在设定值之内为优化目标进行设计。

【技术特征摘要】
1.一种卧式加工中心床身四点支撑的设计方法，包括设置于床身底部与地面基础之间的四个支撑垫铁，四个支撑垫铁呈T型分布，床身后部的两个支撑垫铁沿X向分布，床身前部的两个支撑垫铁沿Z向分布；其特征在于，设计方法包括以下步骤：步骤一：建立卧式加工中心整机有限元模型；步骤二：卧式加工中心整机结构仿真；步骤三：以支撑垫铁的Z向坐标为变量分析床身导轨的静变形情况；步骤四：以整机末端变形和床身导轨静变形差控制在设定值之内为优化目标进行设计。2.根据权利要求1所述的一种卧式加工中心床身四点支撑的设计方法，其特征在于，步骤一具体包括：在进行有限元建模和仿真之前，对卧式加工中心床身的各大结构件进行相应的处理，去除螺栓孔、倒圆倒角以及小的凸台，得到简化的卧式加工中心整机三维模型；在有限元建模的过程中，需对结合面进行等效处理，在立柱床身螺栓连接结合面上，根据螺栓连接的实际位置和实际数目建立相应硬点，采用弹簧阻尼单元COMBIN14，赋予刚度值模拟螺栓连接；对于导轨滑块结合面，每个结合面上建立四对硬点，创建弹簧阻尼单元COMBIN14并赋予刚度值。3.根据权利要求1所述的一种卧式加工中心床身四点支撑的设计方法，其特征在于，步骤二具体包括：将简化后的卧式加工中心床身的各大结构件装配到一起，以.x_t格式输入到有限元分析软件中，对床身四个支撑垫铁施加约束，并施加全局重力载荷，进行模型仿真。4.根据权利要求1所述的一种卧式加工中心床身四点支撑的设计方法，其特征在于，步骤三...

【专利技术属性】
技术研发人员：张士岳，张大卫，石一光，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：天津,12