基于ANSYS Workbench的ADGM电主轴结构优化

以ADGM高速数控车床用电主轴为研究对象,以优化主轴的性能为目标,利用有限元分析软件ANSYS Workbench优化设计功能,对主轴的悬伸量、跨距和电机转子安装位置进行优化。对优化前后主轴的静动态特性进行对比分析,结果表明优化后主轴的径向静刚度提高了38%,1阶固有频率提高了1%,充分改善了主轴性能,并且主轴长度缩短了40 mm,减少了生产成本。 【基于ANSYS Workbench的ADGM电主轴结构优化】的研究着重于提升高速数控车床电主轴的性能。在数控机床中，电主轴扮演着核心角色，其静态和动态性能直接影响到加工精度和产品质量。电主轴的刚度、固有频率以及临界转速是衡量其性能的关键指标。 在本研究中，ADGM高速精密数控车床的电主轴被选为研究对象。研究人员利用ANSYS Workbench这一强大的有限元分析软件，进行了结构优化设计。优化主要集中在三个方面：主轴的悬伸量、主轴跨距和电机转子的安装位置。通过调整这些参数，旨在改善电主轴的性能，同时降低成本。 在ANSYS Workbench的优化设计原理中，目标是在满足特定性能目标和约束条件下，通过改变设计变量，寻求最佳性能和最低成本。在电主轴的案例中，优化目标包括提高主轴的刚度和固有频率，而优化变量则涉及主轴的几何特征。 通过优化，电主轴的径向静刚度提升了38%，这意味着电主轴抵抗径向位移的能力显著增强，从而能更好地保持加工精度。此外，1阶固有频率也提高了1%，这有助于避免共振，确保主轴在高速运转时的稳定性。优化还导致主轴长度缩短了40毫米，这不仅降低了生产成本，也使得电主轴更加紧凑，便于安装和维护。 该研究的结果表明，采用ANSYS Workbench进行结构优化可以显著提升电主轴的性能。这种优化方法在未来的数控机床设计中具有广泛的应用前景，特别是在追求高精度、高效率的制造领域。通过不断的技术创新和优化，可以进一步推动我国高档数控机床与基础制造装备的发展，提高国内制造业的整体水平。