基于ANSYS的數(shù)控鉆床的有限元分析及優(yōu)化.pdf

1、機床的加工性能與其靜動態(tài)性能緊密相關(guān)，隨著機床加工性能的不斷提高，對機床靜、動態(tài)性能的要求也愈來愈高。床身及立柱是機床的重要基礎(chǔ)部件，它們的靜動態(tài)性能直接影響到機床的加工精度。本文在總結(jié)國內(nèi)外利用有限元單元法進(jìn)行機床結(jié)構(gòu)靜動態(tài)分析及優(yōu)化設(shè)計的研究現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，針對某型立式鉆床生產(chǎn)成本較高的現(xiàn)象，利用ANSYS有限元工程分析軟件對鉆床的工作臺、滑臺、基座三大主要部件進(jìn)行了靜動態(tài)分析，在保證它們各自靜態(tài)性能不降低的前提下，以減重為最終目標(biāo)，

2、對它們進(jìn)行尺寸優(yōu)化，并對優(yōu)化后的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了動態(tài)性能驗證。
　　 首先，依據(jù)鉆床的結(jié)構(gòu)特點做適當(dāng)簡化，利用APDL語言建立鉆床各主要部件的實體模型，隨后組裝并建立鉆床的整機有限元模型，給出簡化后的載荷約束，對其進(jìn)行了靜態(tài)性能分析，驗證了機床的加工性能。
　　 其次，在對整機完成靜態(tài)分析后，著重對鉆床的工作臺、滑臺、基座三大主要部件進(jìn)行了靜態(tài)分析。工件在工作臺上的不同位置進(jìn)行加工時，滑臺、工作臺的變形情況不同，通過工作臺的簡

3、化力學(xué)模型，推導(dǎo)分析出在額定載荷下的最大變形位置，選取相應(yīng)的加載位置進(jìn)行靜態(tài)分析，在此基礎(chǔ)上，對滑臺、基座進(jìn)行了相應(yīng)的靜態(tài)分析，通過分析結(jié)果的比較，為它們后續(xù)的優(yōu)化奠定了基礎(chǔ)。
　　 再次，依據(jù)鉆床工作時主軸轉(zhuǎn)動頻率低，加工精度主要受靜態(tài)性能影響的特點，在對工作臺、滑臺、基座進(jìn)行優(yōu)化減重時，其靜態(tài)性能指標(biāo)就成為結(jié)構(gòu)優(yōu)化改進(jìn)的重要標(biāo)準(zhǔn)，為此選取工作臺、滑臺、基座的靜態(tài)優(yōu)化為主體，在保證它們原有靜態(tài)性能的前提下，優(yōu)化它們的結(jié)構(gòu)尺寸，