數(shù)控銑床工作臺(tái)靜動(dòng)態(tài)特性研究與結(jié)構(gòu)優(yōu)化.pdf

1、密級(jí)桂林電子科技大學(xué)碩士學(xué)位論文（全日制專業(yè)學(xué)位碩士）（全日制專業(yè)學(xué)位碩士）題目題目數(shù)控銑床工作臺(tái)靜動(dòng)態(tài)特性研究與結(jié)構(gòu)優(yōu)化（英文）（英文）TheStaticDynamicacteristicsStructureOptimizationofNCMillingMachineWktable研究生學(xué)號(hào):1208520104研究生姓名:覃祖和指導(dǎo)教師姓名、職務(wù)指導(dǎo)教師姓名、職務(wù):王志越研究員黃美發(fā)教授申請(qǐng)學(xué)位門類:專業(yè)學(xué)位碩士學(xué)科、?？?、專業(yè)名稱

2、:機(jī)械工程提交論文日期:2015年04月論文答辯日期:2015年06月摘要I摘要數(shù)控機(jī)床是制造業(yè)中的核心設(shè)備，被廣泛應(yīng)用于國防、汽車、機(jī)械、電子、航空航天等各領(lǐng)域。我國數(shù)控機(jī)床起步晚、發(fā)展慢，至今仍沿用傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法進(jìn)行開發(fā)設(shè)計(jì)，導(dǎo)致了機(jī)床靜動(dòng)態(tài)性能水平落后，難以滿足高速、高效、高精度的加工要求，更無法滿足快速響應(yīng)市場需求，而國外發(fā)達(dá)國家早已將現(xiàn)代先進(jìn)設(shè)計(jì)方法應(yīng)用到數(shù)控機(jī)床的研發(fā)。因此，快速設(shè)計(jì)出高性能、高精度、低成本的數(shù)控機(jī)床來滿足市場

3、的需求就顯得尤為重要。本文以XK2310數(shù)控銑床工作臺(tái)為研究對(duì)象，運(yùn)用CADCAE技術(shù)、靈敏度分析技術(shù)、多目標(biāo)優(yōu)化技術(shù)，對(duì)工作臺(tái)進(jìn)行靜動(dòng)態(tài)特性分析、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)多目標(biāo)優(yōu)化，具體工作如下：1、建立工作臺(tái)參數(shù)化模型和有限元模型。運(yùn)用ANSYSWkbench有限元軟件的DM模塊對(duì)XK2310工作臺(tái)建立參數(shù)化模型，然后將參數(shù)化模型導(dǎo)入DX模塊，建立有限元模型。2、分析工作臺(tái)靜動(dòng)態(tài)特性。根據(jù)工作臺(tái)裝配特點(diǎn)、工作方式，具體工況，分別對(duì)工作臺(tái)進(jìn)行靜

4、力學(xué)分析和模態(tài)分析，得到了工作臺(tái)在銑削、鉆削工況下的變形量、等效應(yīng)力以及固有頻率，分析結(jié)果顯示，工作臺(tái)的靜態(tài)特性滿足設(shè)計(jì)要求，而動(dòng)態(tài)特性偏低，1、2階固有頻率與動(dòng)載荷頻率接近，容易引起共振，因此需對(duì)工作臺(tái)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)。3、改進(jìn)工作臺(tái)結(jié)構(gòu)?；诠ぷ髋_(tái)靜動(dòng)態(tài)特性情況，提出了工作臺(tái)筋板結(jié)構(gòu)改進(jìn)措施，分別設(shè)計(jì)了“X”筋工作臺(tái)、“米”筋工作臺(tái)、“蜂窩”筋工作臺(tái)。利用有限元分析方法，對(duì)改進(jìn)方案的有效性進(jìn)行驗(yàn)證，從中選擇性能最優(yōu)的“X”筋工作臺(tái)作為

5、最終的改進(jìn)方案。4、優(yōu)化工作臺(tái)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)?；谡辉囼?yàn)方法、線性回歸統(tǒng)計(jì)法進(jìn)行靈敏度分析。根據(jù)靈敏度分析結(jié)果和中心復(fù)合試驗(yàn)，以降低工作臺(tái)質(zhì)量、最大變形量和提高前3階固有頻率為目標(biāo)，優(yōu)化工作臺(tái)設(shè)計(jì)參數(shù)。利用遺傳算法在可行域里搜索最優(yōu)參數(shù)，優(yōu)化效果理想，質(zhì)量下降1.67%，最大變形量下降42.59%，前3階固有頻率分別提高12.53%、13.47%和11.14%。5、驗(yàn)證工作臺(tái)優(yōu)化結(jié)果。將優(yōu)化后的設(shè)計(jì)參數(shù)導(dǎo)入工作臺(tái)模型并利用有限元軟件計(jì)算，多