HDL-50加工中心關鍵件靜動態(tài)特性分析及結構優(yōu)化設計.pdf

1、高檔數控機床是現代制造業(yè)的主流加工設備，而加工中心是高檔數控機床中加工效率最高、生產批量最大的產品之一。制造業(yè)的飛速發(fā)展對加工中心提出了高速、高效、高精以及高可靠性的性能要求。機床的靜動態(tài)特性主要取決于機床關鍵結構件的靜動態(tài)特性，然而傳統設計方法主要靠設計員的經驗，這已經成為制約加工中心性能提升的主要因素，因此提高關鍵件的靜動態(tài)特性也成為提高加工中心性能的有效途徑。
　　本文依托“高檔數控機床與基礎制造裝備”國家重大科技專項項目，

2、以項目所研發(fā)的HDL-50臥式加工中心為研究對象，目的是探究一種針對高檔數控機床的高剛度、輕量化的設計方法。為此，本文開展了如下的研究工作:
　　首先，本文計算了刀具實際工況下的最大切削載荷，并根據臥式加工中心的結構形式計算得到加工中心各個關鍵件的外載荷;根據載荷結果建立臥式加工中心關鍵件的有限元模型，并對臥式加工關鍵件進行靜動態(tài)特性分析，以確定各關鍵件性能的薄弱環(huán)節(jié)，為后續(xù)結構優(yōu)化設計提供參考。
　　其次，對臥式加工中心各

3、關鍵件采用單點激振、多點拾振的方法進行模態(tài)試驗分析，獲得了關鍵件的各階模態(tài)參數;對比分析試驗結果與有限元分析結果，驗證有限元模型的正確性。
　　再次，針對多種工況對臥式加工中心關鍵件進行拓撲優(yōu)化設計，確定多種工況下的結構的最優(yōu)的載荷傳遞路徑;根據拓撲優(yōu)化得到的最優(yōu)載荷傳遞路徑，對臥式加工中心關鍵件進行重建，得到關鍵件的概念模型。
　　最后，通過靈敏度分析，確定概念模型中新增筋板的尺寸和位置對機床關鍵件性能影響大小，并將靈敏度