为了提高仿真效率及精度，忽略主轴中定位孔、倒角、倒圆等不会对有限元仿真结果产生较大影响的微小结构尺寸。并在 UG 12.0 软件中对主轴进行参数化建模 ， 并 通 过 软 件 中 的 接 口 将 参 数 化 模 型 导 入 AnsysWorkbench。2.1 有限元模型的建立该型号电主轴材料特性如表 1 所示。电机功率为15kw，通过切削力经验公式计算常用加工条件下切削力大 小 [9]37-38 ， 主 切 削 力1564cF N 、 背 向 力547.4rF N、进给力516.12fF N 。切削力的施加位置为主轴端面内孔锥面上，并采用圆柱支撑来模拟轴承约束。综合考虑计算成本和计算精度后，确定网格划分数量为 111960 个，节点数为 169974，单元类型为SOLID185。表 1 主轴材料参数Table 1 Spindle Material Parameters材料 密度(kg/m³) 弹性模量(MPa) 泊松比20CrMnTi 7.8×103 2.1×105 0.32.2 静力学分析与模态分析结果基于 2.1 节中的仿真设置进行分析求解，得到主轴最大应力云图和总变形云图。可以看出 ， 主 轴 最 大 应 力 出 现 在 前 端 连 接 处 ， 达 到 了5.76MPa，远小于材料的屈服强度。主轴最大总位移m为 2.74μm，位于主轴前端，根据刚度计算公式得出主轴静刚度633.35 /mpK N m。
