數(shù)控立式銑床鞍座副翼軌裝置的設計、有限元分析及優(yōu)化.pdf

1、M-One10型數(shù)控立式銑床是廈門大金機械有限公司的暢銷產(chǎn)品之一，同時這類機床也是市面上競爭比較激烈的一種型號。針對這款數(shù)控立式銑床剛性較差的問題，本項目提出在該型號銑床底座上增加副翼軌裝置來提高機床加工時的剛性與穩(wěn)定性?；谟邢拊治鲕浖﨟yperworks對該銑床的整機及主要部件進行靜力分析和模態(tài)分析，對比驗證了該副翼軌裝置對于提高M-One10型數(shù)控銑床的剛性和穩(wěn)定性的重要作用，并在此基礎上對底座結構進行優(yōu)化改進。主要工作如下：<

2、br>　　普通數(shù)控立式銑床，鞍座兩根支撐導軌相距較近，當重工件兩位移至鞍座左右翼時，鞍座的兩翼會產(chǎn)生較大的質量變動，伴隨翻轉力矩，產(chǎn)生微量變形，從而使加工精度微量降低，影響機床加工精度及穩(wěn)定性。在分析普通數(shù)控銑床存在的共性問題的基礎上，本項目提出在底座尺寸有限的條件下，為提高工作臺左右承載行程及加工精度，在底座導軌兩外側與鞍座之間增加副翼軌裝置，這將增加當工作臺偏向一側時的支撐，能有效降低工作臺移向一側時的傾覆變形，提高機床剛性和穩(wěn)定性

3、，從而提高機床的加工精度。
　　建立了M-One10型數(shù)控銑床各主要部件及整機的三維模型，計算了切削力,并對整機有限元模型進行靜力分析，計算結果直觀展示了整機工作時的位移場與應力場，分析了整機的強度和剛度，驗證了結構設計的合理性；對該型號銑床的鞍座及工作臺在底座增加副翼軌裝置前后進行了有限元靜力分析結果的對比，結果表明，在底座上增加副翼軌裝置后，大大提高了鞍座和工作臺的剛度、穩(wěn)定性和可靠性，對比驗證了該副翼軌裝置對降低整機的形變，

4、提高機床加工精度起著重要的作用。
　　分別對改進前后的底座結構進行了模態(tài)分析，獲得了各自的固有頻率和振型，對比驗證了鞍座副翼軌裝置對提高機床剛性與穩(wěn)定性的作用。模態(tài)分析結果表明，增加副翼軌后，底座存在局部剛度不均的情況，相對于整個底座，副翼軌處局部變形較大，動態(tài)性能有待改善。
　　最后采用基于連續(xù)變量的優(yōu)化方法對副翼軌底座結構進行了拓撲優(yōu)化，尋找低階固有頻率提高且減輕結構質量的空間質量分布?；趧恿μ匦苑治鲆蕴岣邉討B(tài)性能為目