大型落地鏜銑床立柱的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì).pdf

1、隨著經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，機(jī)械行業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)越來(lái)越激烈，企業(yè)對(duì)于機(jī)床產(chǎn)品的研發(fā)設(shè)計(jì)的要求越來(lái)越高，各種新的設(shè)計(jì)方法，優(yōu)化手段應(yīng)運(yùn)而生。有限元法在機(jī)床上的應(yīng)用，可以很好的提高機(jī)床的工作性能，縮短研發(fā)的周期，節(jié)省研發(fā)費(fèi)用和生產(chǎn)成本，提高機(jī)床的競(jìng)爭(zhēng)力。本文以TH6918數(shù)控落地鏜銑床為研究對(duì)象，通過(guò)對(duì)機(jī)床結(jié)構(gòu)性能進(jìn)行靜力學(xué)分析、模態(tài)分析和結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)，以實(shí)現(xiàn)重型鏜銑床結(jié)構(gòu)的輕量化。
　　首先，利用ANSYS軟件對(duì)TH6918鏜銑床建立有限元模型，

2、并對(duì)其結(jié)構(gòu)性能進(jìn)行了靜力學(xué)分析計(jì)算和模態(tài)分析。在三種典型工況下進(jìn)行了載荷分析，鏜削時(shí)主軸所受的切削力小于銑削和鉆削時(shí)所受到的切削力值，而在鉆削時(shí)主軸只受軸向作用力;在自重條件下，鏜銑床整機(jī)的最大位移發(fā)生在鏜桿末端，為0.621mm，最大應(yīng)力為25.9MPa;在載荷為重力和工作外載荷情況下，取y=5m，x=2.2m為代表點(diǎn)作為工作位置進(jìn)行分析，立柱變形最大綜合位移變形發(fā)生在立柱頂部左側(cè)，為0.496mm，立柱最大應(yīng)力為8.2MPa，遠(yuǎn)低于

3、HT300的強(qiáng)度極限;整機(jī)最大綜合位移變形發(fā)生鏜桿左端，大小2.394mm，最大應(yīng)力為96.2MPa，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于HT300的強(qiáng)度極限，并且最大應(yīng)力只發(fā)生在局部接觸部位，其余大多數(shù)部位應(yīng)力水平較低。
　　然后，利用hypermesh軟件的優(yōu)化模塊對(duì)大型落地鏜銑床中的立柱結(jié)構(gòu)進(jìn)行尺寸優(yōu)化，并對(duì)優(yōu)化后的結(jié)構(gòu)進(jìn)行靜力學(xué)和模態(tài)分析。在立柱性能不降低的情況下，立柱整體體積降低了1104620cm3，縮減了13.8％，在自重和XYZ三向加載力的作