為了提高仿真效率及精度，忽略主軸中定位孔、倒角、倒圓等不會對有限元仿真結果產生較大影響的微小結構尺寸。并在 UG 12.0 軟件中對主軸進行參數化建模 ， 并 通 過 軟 件 中 的 接 口 將 參 數 化 模 型 導 入 AnsysWorkbench。2.1 有限元模型的建立該型號電主軸材料特性如表 1 所示。電機功率為15kw，通過切削力經驗公式計算常用加工條件下切削力大 小 [9]37-38 ， 主 切 削 力1564cF N? 、 背 向 力547.4rF N?、進給力516.12fF N 。切削力的施加位置為主軸端面內孔錐面上，并采用圓柱支撐來模擬軸承約束。綜合考慮計算成本和計算精度后，確定網格劃分數量為 111960 個，節點數為 169974，單元類型為SOLID185。表 1 主軸材料參數Table 1 Spindle Material Parameters材料 密度(kg/m3) 彈性模量(MPa) 泊松比20CrMnTi 7.8×103 2.1×105 0.32.2 靜力學分析與模態分析結果基于 2.1 節中的仿真設置進行分析求解，得到主軸最大應力云圖和總變形云圖。可以看出 ， 主 軸 最 大 應 力 出 現 在 前 端 連 接 處 ， 達 到 了5.76MPa，遠小于材料的屈服強度。主軸最大總位移m?為 2.74μm，位于主軸前端，根據剛度計算公式得出主軸靜剛度633.35 /mpK N m。
