王均涛



深孔内圆磨床闭式中心架的设计与优化分析

王均涛

(上海机床厂有限公司 上海 200093)

设计一套用于深孔内圆磨床的中心架结构，利用Solidworks建立了三维模型装配体，并运用有限元分析软件对其结构进行了静力学和模态分析。分析结果表明，根据经验设计的闭式中心架的结构静态和动态性能较好，只是变形量超差。通过采取改变和增加筋板以及将翻砂孔的形状由方形改为圆形等措施，使中心架最大应力降低了62.8%，变形量减小了53.0%，固有频率有了小幅度地提高，中心架的综合性能得到了提高，实现了优化设计的目的。

闭式中心架 变形量 模态 结构优化

闭式中心架是深孔内圆磨床的一个重要部件，当卡盘夹持较长工件磨削时，另一端就需要用中心架托持，可以起到支承和定心的作用，从而保证磨削精度。闭式中心架的结构形式决定了本身的各种特性，包括静刚度和振动特性。若中心架结构设计不合理，就会导致其刚度不足和容易产生共振。中心架在工件重力的作用下就会产生较大的变形和受外界激励产生的振动，不能很好的起到支承和定心作用，降低了零件的加工精度。因此，对深孔内圆磨床中心架的优化研究就显得尤为重要。

随着CAE技术广泛地运用到机械设计中，产品的设计周期大大缩短，效率大幅度提高。通过有限元软件可以对设计的产品结构进行分析、优化，及时发现问题进行改进。运用有限元分析软件对设计的闭式中心架装配体进行静力学和模态分析，优化结构，提高刚性，达到了最优的设计目的。……