高速立式加工中心主軸箱抗振特性及優(yōu)化研究.pdf

1、機(jī)床主軸箱是機(jī)床的關(guān)鍵部件，是對(duì)機(jī)床的加工精度影響較大的部件之一。主軸箱的動(dòng)靜態(tài)性能直接決定機(jī)床的性能，所以對(duì)主軸箱進(jìn)行動(dòng)靜剛度分析、抗振特性及優(yōu)化研究，進(jìn)而對(duì)主軸箱進(jìn)行結(jié)構(gòu)改進(jìn)及振動(dòng)控制，提高主軸箱的動(dòng)靜態(tài)性能，是提高機(jī)床整體性能的關(guān)鍵步驟。
　　 在國(guó)內(nèi)外，針對(duì)以提高數(shù)控機(jī)床的加工精度為特定目標(biāo)的振動(dòng)控制和優(yōu)化設(shè)計(jì)，仍包含了許多需要解決的理論和技術(shù)問(wèn)題。
　　 本課題是對(duì)DVG850高速立式加工中心主軸箱進(jìn)行有限元分

2、析、抗振特性及優(yōu)化問(wèn)題的研究。通過(guò)本課題的實(shí)施，設(shè)計(jì)出主軸箱合理的結(jié)構(gòu)形式、布筋模式和用于豆包阻尼減振研究的試驗(yàn)臺(tái)，不但可以在一定程度上提高DVG850高速立式加工中心主軸箱的動(dòng)靜態(tài)性能，而且為此后同類設(shè)計(jì)提供理論依據(jù)和技術(shù)支撐。
　　 根據(jù)經(jīng)驗(yàn)和使用比擬的方法，設(shè)計(jì)了高速立式加工中心四種不同布筋形式的主軸箱模型。使用有限元分析軟件對(duì)四種方案進(jìn)行靜力學(xué)分析，根據(jù)靜態(tài)性能選出較優(yōu)的方案。對(duì)主軸箱進(jìn)行模態(tài)分析，提取主軸箱的低階固有頻

3、率和相應(yīng)的振型，從振型圖中觀察主軸箱的振動(dòng)情況，找出主軸箱的剛度薄弱處。
　　 運(yùn)用優(yōu)化理論，對(duì)主軸箱進(jìn)行拓?fù)鋬?yōu)化設(shè)計(jì)，根據(jù)拓?fù)鋬?yōu)化結(jié)果的偽密度云圖，對(duì)主軸箱進(jìn)行材料布局的改進(jìn)，提高主軸箱的靜態(tài)、動(dòng)態(tài)性能。對(duì)主軸箱進(jìn)行靈敏度分析，找出對(duì)主軸箱性能影響較大的設(shè)計(jì)尺寸作為優(yōu)化尺寸，對(duì)主軸箱進(jìn)行形狀優(yōu)化設(shè)計(jì)，協(xié)調(diào)主軸箱的各優(yōu)化尺寸，使之在滿足主軸箱性能要求的前提下得到最佳的組合。
　　 對(duì)主軸箱進(jìn)行動(dòng)剛度分析，提取主軸箱的諧響