CNC加工(gōng)中心(xīn)典型支承件結構分析及優化設計(jì)

 　　随着國民(mín)經(jīng)濟的飛速發展和信息技(jì)術産業(yè)的突飛猛進,對于制造行(háng)業尤其是機床行業的要求也越來越高。傳統的機床設計(jì)方(fāng)法在設(shè)計過(guò)程中主要依靠經驗設計,而且設計周期長,缺乏有效(xiào)的理論依據作(zuò)為指導(dǎo)。本文将基于拓撲優化(huà)技術,應用機床典型支承件設計方法(fǎ),實現對機床關鍵支承件的結構分析以及優化設計(jì),從而為後續的機(jī)床支承件結構(gòu)設(shè)計研究提(tí)供參考依據。 本文的主要研究内容為： （1）建立立式加工中心立(lì)柱的力(lì)學(xué)模型,闡(chǎn)述典型工況切削(xuē)力計算依據,分析立(lì)柱在各種加工況下(xià)的載荷狀況以及不同位置工況的邊界條件,為(wéi)立柱結構分析及設(shè)計提供基礎條件。 （2）利用ANSYS軟件對立(lì)柱三個典型位置工況進行結構分析,分析計算結果(guǒ),找出結構中薄弱部位,為優(yōu)化提供依據。同時利用(yòng)基(jī)于拓(tuò)撲優化的結構設計方法(fǎ),對立式加工中心立柱結構進行優化設計,利用HyperMesh軟件對不(bú)同工況及優化目标下的立柱進行拓(tuò)撲優化,對優化結果進行有效的(de)分析,建立立柱在(zài)不(bú)同目标下的概念模型。 （3）利用基于(yú)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設計(jì)。設計(jì)過程中,根據主傳力路徑與結構(gòu)分(fèn)析結果,提出不同(tóng)的(de)結構改進方案,分析對比改進方案,找出*方案。然後對立柱結構進行精細化設計,并(bìng)将改進結構與原始結構進行結構對比分析,改進結(jié)構較原結構質量減輕(qīng)了7.30%,綜合變形減(jiǎn)小了12.68%,一階固有頻(pín)率提高了10.13%，因此改進設計取得了良好的優化效果。 （4）總結歸納出機床典(diǎn)型支承件(jiàn)的結構設計流程,通過對機床典型支承件的結構優化設(shè)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。