加工中心立柱結構優(yōu)化設計與靜壓導軌分析.pdf

1、采用靜壓潤滑技術的靜壓導軌具有很高的承載能力，是重型機床的重要組成部分，分析其受載時壓力分布是機床結構設計的基礎。本文采用拓撲優(yōu)化技術獲得機床支承件的概念模型;而后對概念模型的傳力路徑單元化以創(chuàng)建初步機床支承件的結構;最后對相關尺寸進行優(yōu)化設計，構建機床支承件結構的最優(yōu)方案。采用本流程可大大縮短帶有液體靜壓導軌的機床支承件開發(fā)周期，提高效率。結合課題需要，本文對機床靜壓導軌進行了分析，并基于此，對機床支承件進行了結構設計，主要工作如下:

2、
　　(1)計算典型工況下切削力。提出了切削力計算原則，以立式車/銑復合加工中心為例，計算立式車/銑復合加工中心切削力;構建了立柱的力學模型，求解了立式車/銑復合加工中心立柱所受集中力，并對該集中力進行分配，獲得立柱導軌的集中力;
　　(2)分析了機床靜壓導軌的工作原理及結構特征，并結合本課題分析對象，確定了重型立式車/銑復合加工中心立柱的靜壓導軌的供油方式和結構型式;基于不等面積對置油腔導軌工作原理，討論了靜壓導軌油腔壓力

3、、承載能力、剛度的計算公式，并對聯(lián)接橫梁與立柱的靜壓導軌進行了分析;
　　(3)建立了立式車/銑復合加工中心立柱的拓撲優(yōu)化有限元模型，且分別以立柱多工況下的加權柔度和靜動態(tài)多目標進行了拓撲優(yōu)化，獲得立柱概念模型;
　　(4)由概念模型得到機床支承件的傳力路徑，對傳力路徑進行單元化處理，獲得立柱初步方案;
　　(5)對立柱關鍵尺寸進行了靜動態(tài)多目標的優(yōu)化設計:建立了立柱靜動態(tài)多目標多參數的優(yōu)化模型，通過靈敏度分析和優(yōu)化處