機(jī)床支承件靜剛度特性及其評價模型研究.pdf

1、隨著工業(yè)水平的不斷發(fā)展，機(jī)床已滲透到制造業(yè)的各行各業(yè)，數(shù)控機(jī)床的性能水平和精密程度是衡量制造技術(shù)水平的重要標(biāo)志，其各個組成支承件的性能更是影響整機(jī)性能的關(guān)鍵，合理設(shè)計支承件結(jié)構(gòu)是提高機(jī)床性能的重要途徑。本文綜合結(jié)構(gòu)設(shè)計研究基礎(chǔ)，建立涵蓋物理模型建立、概念模型建立、主體結(jié)構(gòu)設(shè)計、性能分析評價四大模塊的機(jī)床支承件結(jié)構(gòu)設(shè)計方法，用于指導(dǎo)支承件的結(jié)構(gòu)設(shè)計，可達(dá)到事半功倍的效果。
　　某型號立式銑車復(fù)合加工中心是某機(jī)床廠設(shè)計生產(chǎn)的高性能、高

2、精度產(chǎn)品，其組成支承件橫梁長達(dá)17m且處于簡支狀態(tài)，在外力作用下容易產(chǎn)生比較大的形變，是影響整機(jī)加工精度的薄弱環(huán)節(jié)，目前只能依靠控制系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)整。本次設(shè)計目的是在保證橫梁靜剛度性能的前提下達(dá)到輕量減重，使得整機(jī)加工精度進(jìn)一步提高。
　　物理模型研究是支承件設(shè)計方法的基礎(chǔ)，后續(xù)設(shè)計需要在物理模型基礎(chǔ)上進(jìn)行。建立橫梁幾何實體模型，計算橫梁承載的有限元載荷，模擬實際工況施加彈性約束，最后通過單元尺寸靈敏度分析確定合適的網(wǎng)格尺寸，完成橫梁

3、物理模型的建立。
　　設(shè)置優(yōu)化三要素，對橫梁物理模型進(jìn)行拓?fù)鋬?yōu)化，根據(jù)優(yōu)化結(jié)果建立表示材料分布的橫梁概念模型，指導(dǎo)橫梁的結(jié)構(gòu)設(shè)計。從外形特征、隔板特征、筋板特征等方面對橫梁進(jìn)行設(shè)計，建立X+V形筋板單元，使得橫梁質(zhì)量從138t減重到124t，整體減重8％左右。
　　支承件靜剛度性能評價模塊在機(jī)床設(shè)計領(lǐng)域占有重要地位，對支承件靜剛度性能作出有效合理的評價是支承件設(shè)計的關(guān)鍵所在。本文建立的性能評價方案采用“單一變量法”，模擬支承