基于ANSYS的數(shù)控鉆床的有限元分析及優(yōu)化.pdf

1、機(jī)床的加工性能與其靜動(dòng)態(tài)性能緊密相關(guān)，隨著機(jī)床加工性能的不斷提高，對(duì)機(jī)床靜、動(dòng)態(tài)性能的要求也愈來(lái)愈高。床身及立柱是機(jī)床的重要基礎(chǔ)部件，它們的靜動(dòng)態(tài)性能直接影響到機(jī)床的加工精度。本文在總結(jié)國(guó)內(nèi)外利用有限元單元法進(jìn)行機(jī)床結(jié)構(gòu)靜動(dòng)態(tài)分析及優(yōu)化設(shè)計(jì)的研究現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，針對(duì)某型立式鉆床生產(chǎn)成本較高的現(xiàn)象，利用ANSYS有限元工程分析軟件對(duì)鉆床的工作臺(tái)、滑臺(tái)、基座三大主要部件進(jìn)行了靜動(dòng)態(tài)分析，在保證它們各自靜態(tài)性能不降低的前提下，以減重為最終目標(biāo)，

2、對(duì)它們進(jìn)行尺寸優(yōu)化，并對(duì)優(yōu)化后的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了動(dòng)態(tài)性能驗(yàn)證。
　　 首先，依據(jù)鉆床的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)做適當(dāng)簡(jiǎn)化，利用APDL語(yǔ)言建立鉆床各主要部件的實(shí)體模型，隨后組裝并建立鉆床的整機(jī)有限元模型，給出簡(jiǎn)化后的載荷約束，對(duì)其進(jìn)行了靜態(tài)性能分析，驗(yàn)證了機(jī)床的加工性能。
　　 其次，在對(duì)整機(jī)完成靜態(tài)分析后，著重對(duì)鉆床的工作臺(tái)、滑臺(tái)、基座三大主要部件進(jìn)行了靜態(tài)分析。工件在工作臺(tái)上的不同位置進(jìn)行加工時(shí)，滑臺(tái)、工作臺(tái)的變形情況不同，通過(guò)工作臺(tái)的簡(jiǎn)

3、化力學(xué)模型，推導(dǎo)分析出在額定載荷下的最大變形位置，選取相應(yīng)的加載位置進(jìn)行靜態(tài)分析，在此基礎(chǔ)上，對(duì)滑臺(tái)、基座進(jìn)行了相應(yīng)的靜態(tài)分析，通過(guò)分析結(jié)果的比較，為它們后續(xù)的優(yōu)化奠定了基礎(chǔ)。
　　 再次，依據(jù)鉆床工作時(shí)主軸轉(zhuǎn)動(dòng)頻率低，加工精度主要受靜態(tài)性能影響的特點(diǎn)，在對(duì)工作臺(tái)、滑臺(tái)、基座進(jìn)行優(yōu)化減重時(shí)，其靜態(tài)性能指標(biāo)就成為結(jié)構(gòu)優(yōu)化改進(jìn)的重要標(biāo)準(zhǔn)，為此選取工作臺(tái)、滑臺(tái)、基座的靜態(tài)優(yōu)化為主體，在保證它們?cè)徐o態(tài)性能的前提下，優(yōu)化它們的結(jié)構(gòu)尺寸，