CNC加工(gōng)中心典型支(zhī)承件結構分(fèn)析及(jí)優化設計

 　　随着國民經濟的飛速發展和信息技術産業的突飛猛(měng)進,對于制造行(háng)業尤(yóu)其是機床(chuáng)行業的要(yào)求也越來越高。傳統的機床設計方法在設計過程(chéng)中主要依(yī)靠經驗設計,而(ér)且設計周期長,缺乏有效的理論依據作為指導。本文将基于拓撲優化技術,應用機床典型支承件設計方法,實現對(duì)機床關鍵支承件(jiàn)的結構分析以及(jí)優化設計,從而為(wéi)後續的機床支承件結構(gòu)設計研究提供(gòng)參考依據。 本(běn)文的(de)主要研究内容為： （1）建(jiàn)立立式加工中心立(lì)柱的力學(xué)模型,闡述典型工況切削力計算依據,分析立柱在各種加工況下的載荷狀況以(yǐ)及不同位(wèi)置工況的邊界條(tiáo)件,為立柱結構分析及設計提供基礎條件(jiàn)。 （2）利用ANSYS軟件對立柱三個典型位置工況進行結構分(fèn)析,分析計算結果,找出結構中薄弱部位(wèi),為優化提供依據。同時利用基于(yú)拓撲優化的結構設計方法,對立式加工中心立柱結構進行優化設(shè)計,利用HyperMesh軟件對不同工況及優化目标下的立柱進行拓撲優化,對優化結果進行(háng)有效的分析,建立立柱在不同目标下的概念模型(xíng)。 （3）利用基于OptiStruct的結構(gòu)優化設計方(fāng)法,對立式加工中(zhōng)心立柱結構(gòu)進行改進(jìn)設計。設計過程中(zhōng),根據主傳(chuán)力(lì)路徑(jìng)與結構分析結果,提出不(bú)同的結構(gòu)改進方案,分析對(duì)比改進方案,找出*方案(àn)。然後對立(lì)柱結構進(jìn)行精(jīng)細化(huà)設計(jì),并将改進結構與原始結構進(jìn)行結構對比分析,改進結構較原結(jié)構質量減輕了7.30%,綜(zōng)合變形(xíng)減小了12.68%,一(yī)階固有頻率提高了10.13%，因此(cǐ)改進設計(jì)取得了(le)良好的優化效果。 （4）總結歸納(nà)出機床典型支承件的結構設計流(liú)程,通過對機床典型(xíng)支承件的結構(gòu)優化設計過程,驗(yàn)證了此流程在機床支承件設計領域的可應用性。