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1、第2期組合機(jī)床與自動(dòng)化加工技術(shù)NO．22013年2月ModularMachineTool&AutomaticManufacturingTechniqueFeb．2013文章編號(hào)：1001—2265(2013)02—0038—04臥式加工中心立柱有限元分析及輕量化設(shè)計(jì)術(shù)賽宗勝，何一冉，王冠雄，叢明(1．大連機(jī)床集團(tuán)有限責(zé)任公司，遼寧大連116620；2．大連理工大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院，遼寧大連116023)摘要：以臥式加工中心立柱為研究對(duì)象，首先利用ANSYSWorkbench平臺(tái)構(gòu)建其有限元模型，并對(duì)其進(jìn)行靜動(dòng)態(tài)特性分析研究分析結(jié)果發(fā)現(xiàn)立柱過(guò)大的質(zhì)量將影響其整體性能的提
2、升，是原設(shè)計(jì)的薄弱環(huán)節(jié)。然后對(duì)模型結(jié)構(gòu)尺寸進(jìn)行了靈敏度分析，得到對(duì)立柱性能影響較大的靈敏尺寸，并將其設(shè)置為最終優(yōu)化設(shè)計(jì)變量。最后以靈敏尺寸作為優(yōu)化參數(shù)、立柱質(zhì)量作為優(yōu)化目標(biāo)、最大變形量和一階固有頻率作為約束條件對(duì)立柱進(jìn)行了輕量化設(shè)計(jì)，在保證立柱剛度及固有頻率的基礎(chǔ)上顯著地減小了立柱的質(zhì)量，達(dá)到了輕量化設(shè)計(jì)的目的。關(guān)鍵詞：臥式加工中心；立柱；靈敏度分析；輕量化設(shè)計(jì)中圖分類號(hào)：TH114文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：AFiniteElementAnalysisandLightWeightDesignoftheColumnofHorizontalMachiningCenterSAIZon
3、g-sheng，HEYi-ran，WANGGuan-xiong，CONGMing(1．DalianMachineToolGroupCorp．，DalianLiaoning116620，China；2．SchoolofMechanicalofEngi—neering，DalianUniversityofTechnology，DalianLiaoning116023，China)Abstract：Thecolumnofthehorizontalmachiningcenteristakenastheobjectofstudy．Thefiniteele-mentmodel
4、isestablishedtakingadvantageofANSYSWorkbench．Thestaticanddynamiccharactersa-nalysisisperformedbasedonthismode1．Theweaknessofinitialdesignwasfoundthroughtheresearchofanalysisresults．Itisthemassofthecolumnthathashinderitsperformanceimproving．Parametersen-sitivityanalysiswascarriedout，an
5、dsensitivitydimensionswhichaffectedthetargetvariablegreatlywerechosentobeasthedesignvariables．Thelightweightdesignprocedurehasthesensitivitydimensionsasparameters，themassasthegoal，andthemaximumdeflectionandfirst—ordernaturalfrequencyastheconstraintconditions．Themassofthecolumnwasreduc
6、edobservablywiththesamestiffnessandnaturalfrequencyandthepurposeofthelightweightdesignwasachieved．Keywords：horizontalmachiningcenter；column；sensitivityanalysis；lightweightdesign小型精密加工中心床身主要壁厚僅8～10mm。國(guó)0引言內(nèi)的加工中心結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)水平與國(guó)外尚存在差距，因加工中心是用于加工箱體類零件的一種通用性此對(duì)加工中心進(jìn)行輕量化設(shè)計(jì)具有重要的意義。很強(qiáng)的切削加工機(jī)床，它可以對(duì)箱體類零件
7、進(jìn)行平立柱是臥式加工中心的主要基礎(chǔ)零部件，它是面銑削、曲面銑削、鉆孔、擴(kuò)孑L、攻絲、絞孔，鏜削加主軸箱支承和導(dǎo)向的主體，其靜動(dòng)態(tài)性能將直接影工，甚至可對(duì)工件進(jìn)行形狀和位置公差測(cè)量?。加響加工中心的加工精度、精度穩(wěn)定性和抗振性。因工中心的出現(xiàn)是制造技術(shù)發(fā)展過(guò)程中的一個(gè)重大突此，對(duì)立柱進(jìn)行靜動(dòng)態(tài)特性有限元分析及輕量化設(shè)破，標(biāo)志著制造領(lǐng)域中數(shù)控加工時(shí)代的開(kāi)始。計(jì)具有非常重要的工程意義。加工中心輕量化設(shè)計(jì)是在保證加工中心剛度的1立柱有限元模型同時(shí)減小加工中心的質(zhì)量，從而提高機(jī)床動(dòng)態(tài)響應(yīng)性能，降低制造成本。加工中心結(jié)構(gòu)件一般是鑄1．1臥式加工中心造薄壁結(jié)構(gòu)，修改鑄件壁厚是實(shí)
8、現(xiàn)輕量化的
