高速立式加工中心主軸箱抗振特性及優(yōu)化研究.pdf

1、機床主軸箱是機床的關(guān)鍵部件，是對機床的加工精度影響較大的部件之一。主軸箱的動靜態(tài)性能直接決定機床的性能，所以對主軸箱進行動靜剛度分析、抗振特性及優(yōu)化研究，進而對主軸箱進行結(jié)構(gòu)改進及振動控制，提高主軸箱的動靜態(tài)性能，是提高機床整體性能的關(guān)鍵步驟。
　　 在國內(nèi)外，針對以提高數(shù)控機床的加工精度為特定目標的振動控制和優(yōu)化設(shè)計，仍包含了許多需要解決的理論和技術(shù)問題。
　　 本課題是對DVG850高速立式加工中心主軸箱進行有限元分

2、析、抗振特性及優(yōu)化問題的研究。通過本課題的實施，設(shè)計出主軸箱合理的結(jié)構(gòu)形式、布筋模式和用于豆包阻尼減振研究的試驗臺，不但可以在一定程度上提高DVG850高速立式加工中心主軸箱的動靜態(tài)性能，而且為此后同類設(shè)計提供理論依據(jù)和技術(shù)支撐。
　　 根據(jù)經(jīng)驗和使用比擬的方法，設(shè)計了高速立式加工中心四種不同布筋形式的主軸箱模型。使用有限元分析軟件對四種方案進行靜力學分析，根據(jù)靜態(tài)性能選出較優(yōu)的方案。對主軸箱進行模態(tài)分析，提取主軸箱的低階固有頻

3、率和相應(yīng)的振型，從振型圖中觀察主軸箱的振動情況，找出主軸箱的剛度薄弱處。
　　 運用優(yōu)化理論，對主軸箱進行拓撲優(yōu)化設(shè)計，根據(jù)拓撲優(yōu)化結(jié)果的偽密度云圖，對主軸箱進行材料布局的改進，提高主軸箱的靜態(tài)、動態(tài)性能。對主軸箱進行靈敏度分析，找出對主軸箱性能影響較大的設(shè)計尺寸作為優(yōu)化尺寸，對主軸箱進行形狀優(yōu)化設(shè)計，協(xié)調(diào)主軸箱的各優(yōu)化尺寸，使之在滿足主軸箱性能要求的前提下得到最佳的組合。
　　 對主軸箱進行動剛度分析，提取主軸箱的諧響