王莘澳

（齐齐哈尔二机床集团有限责任公司 设计院，黑龙江齐齐哈尔 161005）

1 引言

床身是重型落地铣镗床基础部件，承载着整机全部重量，因此静态特性显得尤为重要，要求其具有高强度、高刚度、高抗震性。镗轴直径为160mm的数控落地铣镗床一般总吨位为70t 左右，床身为箱体筋板结构，内部筋板布置形式，筋板形状及落沙孔形状对床身静态特性影响巨大，合理选择筋板布置形式及尺寸，不仅可以提高刚度，也可以节约材料，降低成本。

2 床身有限元模型建立

图1 床身截面图

床身长5300mm，高500mm，宽1700mm，导轨宽度为350mm，内部筋板结构为中间腰型孔型结构，如图1 所示。应用Inventor 建立床身3D 模型，由Inventor 输出转换文件，导入ANSYS Workench中的静态分析模型中，设置床身材料为HT300，杨氏模量为1.2×105MPa，密度为7210kg/m3，泊松比为0.22，采用整体智能网格划分方法，床身导轨为主要承载面，导轨局部网格细化，网格晶体单元设置为六面体，如图2 所示。

图2 床身网格划分

3 床身静态结构分析

在分析床身静态特性过程中必须考虑其他部件对床身产生的影响，为了便于计算，立柱、重锤、主轴箱滑枕等均以质点形式加载在空间位置。床身静态分析须从两种情况入手：（1）主轴箱位于立柱下限位，滑枕、镗轴未从主轴箱伸出；（2）主轴箱位于立柱上限位，滑枕、镗轴伸出极限位置。

3.1 滑枕、镗轴未伸出时边界条件

床身地脚部位设置为固定共42 处，ANSYS中默认床身端面底脚部位为0 点位置，主轴箱位于立柱下极限位置，主轴箱行程为3m，立柱装配质心位置坐……