田国富，张 开

（沈阳工业大学，沈阳 110870）

数控机床是世界各发达国家装备制造业的主要生产工具，其性能、品质和数量已成为衡量国家工业化水平和综合国力的重要标志之一[1]。随着数控机床的发展，对机床运动部件的刚度和质量有更高要求。德国亚探工业大学（RWTH Aachen University）研制的Linapod–III型立式加工中心的整机静态刚度达到30N/µm[2]，北京机床研究所研制的JCS–027超精密机床的刚度达到350N/µm[3]。WT700螺旋锥齿轮铣齿机是一种重要的数控机床，铣齿机滑枕的性能对机床有关键性影响。在结构刚度上，滑枕不仅可以影响切削能力的强弱，还能影响加工精度和效率的高低；在高速切削运动中，滑枕的质量对轨迹控制精度影响较大，要求减轻运动部件的质量且具有足够的刚度，这也是机床结构设计的目的和前提。

1 铣齿机有限元模型建立

1.1 模型简化及网格划分

主要采用四面体和六面体单元对整机进行网格划分，为了提高网格质量，不同的部件采用不同大小的网格单元[4]。体积较大的部件选取尺寸为20mm的网格单元进行划分，小部件选取尺寸为15mm的网格单元进行划分。

对模型的计算精度影响较大的部件采用尺寸为10mm的网格单元。通过网格划分，整机的有限元单元总数为3011861个，节点总数为665531个。整机的有限元模型如图1所示。

图1 整机有限元模型Fig.1 Finite element model of the whole machine

1.2 铣齿机加工工况载荷及约束分析

床身与地面螺栓孔处施加固定约束，床身与地面施加支撑约束，进行静力分析时，需要添加重力和切削力载荷以及工件重力，施加切削力载荷于刀盘中心，进行动力学分析时只需添加床身约束条件。……