1 引言
隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展,高檔數(shù)控機(jī)床正向高速度、高精 度、高效率、復(fù)合化方向發(fā)展。 床身是數(shù)控機(jī)床的關(guān)鍵基礎(chǔ)支撐件,而且床身的結(jié)構(gòu)尺寸及重量較大,其本身的靜動(dòng)剛度、抗震性以及熱穩(wěn)定性直接影響到整機(jī)的工作性能[1-2]。所以對(duì)床身尺寸優(yōu)化能很好的節(jié)省材料,進(jìn)而提高床身的使用性能,會(huì)給機(jī)床廠家?guī)?lái) 可觀的經(jīng)濟(jì)效益。但是由于床身結(jié)構(gòu)復(fù)雜,因此考慮以構(gòu)成機(jī)床床 身的內(nèi)部結(jié)構(gòu)為出發(fā)點(diǎn),引入元結(jié)構(gòu)的基本概念來(lái)對(duì)床身尺寸進(jìn)行 優(yōu)化,其中元結(jié)構(gòu)的基本思想就是把機(jī)床床身組成的形體進(jìn)行分解,最終可以分解得到一些基本的單元結(jié)構(gòu)[3-4]。文獻(xiàn)[5]在理論模型基礎(chǔ)上對(duì)機(jī)床床身進(jìn)行靜力學(xué)分析和動(dòng)力學(xué)分析;文獻(xiàn)[6]從加工工藝角度對(duì)機(jī)床結(jié)構(gòu)性能分析,尤其與機(jī)床連接部分對(duì)結(jié)構(gòu)影響分析,具有一定研究意義;文獻(xiàn)[7-8]考慮機(jī)床結(jié)構(gòu)對(duì)整機(jī)動(dòng)態(tài)特性影響進(jìn)行有效分析,采用有限元方法進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。另外床身結(jié)構(gòu)將直 接影響床身幾何精度,比如床身本身結(jié)構(gòu)及性能,床身安裝牢固;床 頭箱與床身連接,臥式機(jī)床尾座與床身連接、床身上導(dǎo)軌幾何精度及與滑鞍運(yùn)動(dòng)精度關(guān)系,及其保持性等等[9-10]。
2 典型筋格結(jié)構(gòu)的選擇及類(lèi)型
加工中心機(jī)床床身內(nèi)部筋格單元結(jié)構(gòu)尺寸有大有小,位置 有高有低,筋格壁板有厚有薄,對(duì)機(jī)床每一筋格進(jìn)行尺寸優(yōu)化顯 然不現(xiàn)實(shí),因此,對(duì)筋格進(jìn)行分類(lèi)和把具有典型代表結(jié)構(gòu)的筋格 篩選出來(lái)顯得非常必要。將床身內(nèi)數(shù)量大、出砂孔布置類(lèi)型相同(X、Y 方向出砂孔呈圓形,Z 方向出砂孔呈方形)的六面體六出砂孔筋格單元看作是典型筋格結(jié)構(gòu)。這類(lèi)典型筋格結(jié)構(gòu)形狀規(guī)則, 數(shù)量大,分析計(jì)算容易,其機(jī)械性能可以代表床身大部分筋格的機(jī)械性能,是理想的尺寸結(jié)構(gòu)優(yōu)化對(duì)象。床身內(nèi)部筋格數(shù)量眾多、 尺寸各異、位置不同。為了之后進(jìn)行類(lèi)別劃分,我們要對(duì)眾多筋格進(jìn)行筋格編號(hào)。參考筋格編號(hào),如圖 1 所示。
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5 結(jié)論
(1)筋格典型結(jié)構(gòu)組成的筋格二元聯(lián)合體修改前后,在質(zhì)量 上下降 3.69%的情況下,前四階振頻分別有不同程度的提高,筋格聯(lián)合體性能得到改善。(2)各階振頻的大小不隨筋格質(zhì)量的大 小而變化,而與具體的筋格結(jié)構(gòu)相關(guān);另外筋格聯(lián)合體各階振頻 介于構(gòu)成其的兩單個(gè)筋格相應(yīng)振頻之間。(3)通過(guò)有效優(yōu)化設(shè)計(jì) 分析,在加工中心床身結(jié)構(gòu)質(zhì)量減小的情況下,動(dòng)態(tài)性能得到改 善,即筋格的尺寸優(yōu)化是有效的。
2024-11
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2024-11
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2024-11
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2024-11
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