VL1060立式加工中心床身结构优化设计


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床身是立式加工中心最重要的支元件,重量占据立加工中心重量的20% ~ 30%其地位可一般,床身构特性的好坏直接影加工中心的加工量和加工精度,因此,如何控制好床身的构振特性是设计的主要技术难之一[1]。近年来国内的科研工作者床身的振特性构优化做了不少的研究与尝试。徐燕申等用元构的方法床身的构优化做了有益的尝试[a ;L. Kroll等研宄了床身加工中心能效的影[3];文成等研宄了床身筋板的布局加工中心度的影[4],提出了几种优化方案;林等利用遗传算法隔板的距做了优化,提高了床身的振特性[5]些科研人的工作均床身的构优设计提供了很好的指,但上述研允均以床身局部构或单个性能作优化目,并床身的合性能做系性的优化。 [1] [2]

本文以YL1060立式加:1:屮心床身宂对象,构优化设计别对床分静态分析、敏度分析及设计尺寸优化取值,在度的前提下,减轻了床身的重量,动静态性能也得到不同程度的提高。大程度的省了加工中心制造程中的材料消耗,降低了生成本,短了新品的设计周期。

1述立床身打限儿模型

1.1床身模型

VL1060立式加工中心床&模M较为,冇大量小的螺栓孔、倒角、角等。如果床身模型不做化,网格划分在小孔、倒角等处会现许小的甚至畸的网格,加大了算的复度和时间[6]。因此必须对床身做适化,具体的方法是:去除小的螺栓孔;忽略不影整体构的倒角、角。化后的床身构如1所示。

1.2

按照工程要求,床身的材料铸铁,由于床身构比,因此采用四面体网格划分[7]A\—SYS Wnrkbenrh入相后迸行网格划分,得到模型的数为253951,节点数为456519,床身的网格划分模型如2所示。


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结束语:

本文通过对VL1060立式加工中心床身的有

[1]    刀具磨损限元分析,得到了床身的位移云图、应力云图、前6阶振型和固有频率,找出床身的薄弱环节,为床身的结构优化设计提供依据。

(2)  通过对床身的筋板厚度与壁厚进行灵敏度分析,研究了设计尺寸对床身质量、变形,1阶固有频率的影响程度,对影响程度较大的设计尺寸进行了重点优化,改进了床身的结构。

(3)  比较床身优化前后的结构特性,减轻了床身的重量,刚度和1阶固有频率均有所提高,优化效果明显,并可推广到加工中心的其它部件中,为加工中心的优化设计提供一定的理论基础。

     

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