CNC加工中心典型支承件結構分析及優化設計

隨著國民經濟（jì）的飛速發（fā）展和信息技術產業的突飛猛進,對（duì）於製（zhì）造行（háng）業（yè）尤其是機床行（háng）業的要求也越來越高。傳統的機床設計方法在設計過程中主要依靠經驗設計（jì）,而（ér）且設計周期長,缺乏（fá）有效的理論依據作為指導。本文將基於拓撲優化技（jì）術,應用機床典型支承件設（shè）計方法,實現對機床關鍵支承件的結構分析以及優化設計,從而為後續的機床（chuáng）支承（chéng）件（jiàn）結構設計研究提供參考依據。 本（běn）文的主要研究內容為： （1）建立立式加工（gōng）中心立柱的力學模型,闡述典型工況切削力計算依（yī）據,分析立柱在各種加工況下的載荷狀況以及不同位置工況的邊界條件,為立柱（zhù）結構分析及設計提供基礎條件。 （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,為優化提供依據。同時利用基於拓（tuò）撲（pū）優化的結構設計方法,對立式加工中心立柱（zhù）結構進行優化設計（jì）,利（lì）用HyperMesh軟件對不同工況及優化目標下的立柱進行（háng）拓撲優化,對優化結果進行有效的分析（xī）,建立（lì）立柱（zhù）在不同目標（biāo）下的概念模型。 （3）利用基於OptiStruct的結構優化設計方法,對立式加工中心立柱結構進行改進（jìn）設（shè）計（jì）。設計過程中,根據（jù）主傳力（lì）路徑與（yǔ）結構分析結果,提出不同的（de）結構改進方案,分析對比改進方案（àn）,找（zhǎo）出最優方（fāng）案。然後對（duì）立（lì）柱結構進行精細化設計,並將改進結構（gòu）與原始結構進行結構對比（bǐ）分析,改進結構較原結構質量（liàng）減輕了7.30%,綜（zōng）合（hé）變形減小了12.68%,一階固有（yǒu）頻率提高了10.13%，因此改進設（shè）計取得了良好的優（yōu）化效果。 （4）總結歸（guī）納出機床典型支承件的結構設計流程,通過對機（jī）床典型支承（chéng）件（jiàn）的結構優化設計過程,驗證了此流（liú）程在機床支承件設計領域的可應用性。

　　數控銑床引是在一般銑床的基礎上發展起來的，兩者的加工工藝（yì）基本相（xiàng）同，結構也有些相似，但數控（kòng）銑床是靠程序控製（zhì）的（de）自動加（jiā）工機床，所以其結構也與普通銑床有（yǒu）很大（dà）區別。