精密卧式加工中心转台的模态与可靠性分析 *

目前，卧式加工中心具有高转速、高效率、高精度等特点，在加工方面的优势非常明显，尤其是在航空领域，数控加工技术已经得到广泛的应用［1－4］。卧式加工中心转台的可靠性会直接影响到加工中心的加工精度［5－7］。转台模态试验分析的目的是为了验证所建立的有限元模型的准确性［8－9］。转台处在加工区域，受到切削液、工件切屑和切削力的影响，工作环境非常恶劣，使得转台的故障频发，从而导致加工中心的加工效率下降，是影响加工中心可靠性的重要因素［10－11］。文中对转台固有频率的试验值和计算值进行相关性分析、疲劳分析和可靠度计算，目的在于找出转台的危险点和分析转台结构的可靠性，为转台的优化设计提供依据，对提高转台的可靠性具有一定的指导意义。

1 转台的模态分析

1．1转台的有限元模型卧式加工中心转台的主要结构组成：滑座、工作DOI:10.13841/j.cnki.jxsj.2018.01.006 机械设计第35卷第1期机械设计机械设计台、夹紧机构、轴承、电机等，其实体结构如图1所示。采用ANSYSWorkbench软件进行转台的模态分析，其具有精度高、适应性强及计算格式规范、统一等优点［12］。转台的主要零件所用的材料参数如表1所示。

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结论

通过对THM46100卧式加工中心转台的模态试验，验证了所建立的有限元模型的准确性。获得对转台固有频率计算值和试验值相关性分析结果，可用于后续对有限元模型进行疲劳分析，得出所设计转台的寿命达到了预期的设计值。最后通过对转台结构的可靠度计算可知，转台的结构可靠度比较高，由此说明转台的各项分析结果都符合设计的要求。可见，此分析方法可以确定加工中心转台的有限元模型的准确性，可以为可靠度计算提供理论依据，对提高其可靠性具有一定的指导意义。

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