基于剛度匹配的機床零部件回收再利用研究.pdf

1、隨著全球經濟的快速發(fā)展，資源的缺乏和環(huán)境的污染日益嚴重，再設計作為廢舊機床回收再利用的關鍵環(huán)節(jié)，對實現(xiàn)節(jié)能環(huán)保至關重要。本文以某型號五軸龍門加工中心為研究對象，以有限元理論為基礎，對該加工中心進行靜動態(tài)特性分析及薄弱件再設計，論文主要工作內容如下:
　　(1)建立了聯(lián)接板的有限元模型，通過模態(tài)試驗驗證了模型的準確性，對比兩種聯(lián)接板結構的模態(tài)頻率優(yōu)選出合適的結構，并運用同樣的建模方法建立了加工中心其它大件的有限元模型，并對其進行了模

2、態(tài)分析。
　　(2)建立了加工中心整機的有限元模型，根據(jù)切削力試驗，對整機最惡劣工況進行了靜力學分析，并通過剛柔耦合的分析方法，識別出整機X、Y及Z三個方向的薄弱部件。同時對整機進行了模態(tài)分析和諧響應分析，結果表明，立柱Y向剛度，橫梁X和Z向剛度及滑枕X和Y向剛度較低，與靜力學分析結果一致，在此基礎上提出了機床大件剛度匹配設計流程。
　　(3)本文提出了基于剛度方向性的機床大件再設計理念，根據(jù)模態(tài)振型，通過合理運用結構優(yōu)化設

3、計方法，在保證結構質量基本不變的前提下，提高結構特定階振型對應的固有頻率，因而能夠針對性地提高結構特定方向的剛度。由于部件不同結構參數(shù)對其某方向剛度靈敏度不同，因此，①立柱優(yōu)化是采用改變結構筋板布局方法，最終形成了三種新的立柱結構方案，根據(jù)分析選擇井字形筋板結構，該結構的一階和二階固有頻率分別提高了40.3％和8.8％，同時質量減輕了0.8％，提高了Y向剛度;②橫梁優(yōu)化是采用尺寸優(yōu)化方法，在質量不變的前提下，橫梁在自由邊界條件下的前三階