CNC加工(gōng)中心典型支承件結構(gòu)分析及(jí)優化設計(jì)

 　　随着國民經濟(jì)的飛(fēi)速發展和(hé)信息技術産業的突飛猛進,對于制造行業尤其是機床(chuáng)行業的要求也越來越高。傳統的機床設計(jì)方法在設計過(guò)程中主要依靠經驗設計,而且設(shè)計周期長,缺乏(fá)有效(xiào)的理論依據作為指導(dǎo)。本文将基于拓撲優化(huà)技術(shù),應用機(jī)床典型(xíng)支(zhī)承件設計方法,實現對機床關鍵(jiàn)支承件的結構分析以及(jí)優化設計(jì),從而(ér)為後續的機床(chuáng)支承件結構設計研究提供參考依據。 本文的主要研究内容為： （1）建立立式加工中心立(lì)柱的力學模型(xíng),闡(chǎn)述典型工況切削力計算依據,分析立柱在各種加工況下(xià)的載荷狀況以及不同位置工況的邊界條件,為立柱結構分(fèn)析及設計提供基礎條件。 （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,找出結構中薄弱部位,為優化提供依據。同時利用基于拓(tuò)撲優化(huà)的結構設計方法,對立式加工(gōng)中(zhōng)心立柱結構進行優化設(shè)計,利用HyperMesh軟件對不(bú)同工況(kuàng)及優化目(mù)标下(xià)的立柱進行拓撲優化,對優化(huà)結果進行有效(xiào)的分析,建立立柱在(zài)不同目标下的概念模型。 （3）利用(yòng)基于OptiStruct的結構優化設計(jì)方法,對(duì)立式加工(gōng)中心立柱結構進行改進設計(jì)。設計過程中,根據主傳力路徑與結構分析結果,提出不同的結構改進方案,分析對比改(gǎi)進方案,找出*方案。然後對立柱結構進行精(jīng)細化設計,并将改進結構與原始結構進行(háng)結構對(duì)比分析,改進結構較原結構質量減(jiǎn)輕了7.30%,綜合變形減小了12.68%,一(yī)階固有頻(pín)率提(tí)高了10.13%，因此改(gǎi)進設計取得(dé)了良好的(de)優化效果(guǒ)。 （4）總結歸納出機床典型(xíng)支承件的結構設計流程,通過對(duì)機床典型支承件的結構優化設計(jì)過程,驗證了此流程在機床支(zhī)承件設計(jì)領域的可應用性。