钱 隆 冯平法② 张建富② 吴志军② 郁鼎文②

(①清华大学机械工程系, 北京 100084；②精密超精密制造装备及控制北京市重点实验室，北京 100084)

机床整机性能仿真分析的模型简化方法研究*

钱 隆①冯平法①②张建富①②吴志军①②郁鼎文①②

(①清华大学机械工程系, 北京 100084；②精密超精密制造装备及控制北京市重点实验室，北京 100084)

机床设计过程中整机性能仿真分析，要求缩短时间，同时保证一定精度，针对这一需求提出了一种整机模型简化方法。该方法以整机为研究对象，通过分析机床部件是否处于机床整机闭合力学系统等准则，确定了不同部件的简化必要性和策略，形成了一套完整高效的整机性能分析简化方法。以某轧辊磨床为例，对简化流程的各步骤进行了仿真，提出了“简化有效性指数”(index of simplification effect，ISE)对上述不同阶段的简化有效性进行评价。最终该机床单次仿真时间缩短95.6%，静态与动态特性仿真结果与实验对比误差均小于5.5%。最后基于目前机床企业常用的Pro/E软件所提供的VBAPI二次开发工具，开发了机床整机性能分析模型简化工具，实现了自动化辅助简化，节约了设计人员进行模型简化的时间，对缩短机床设计周期具有一定实用意义。

机床整机性能分析；模型简化；简化有效性指数；Pro/E二次开发

高档数控机床的研发中，传统的“设计-研制-试验-修改”开发流程已不能满足高质量、低成本、短周期等现代机床设计的需求，机床设计的数字化将是未来的发展趋势[1]。数字化设计利用相应的CAD/CAE现机床的整机建模和分析优化，由于设计过程中产品并不成熟，各个部件需要优化的尺寸较多，从而需要大量针对整机性能的分析结果来指导优化设计。……