大型數(shù)控落地鏜銑床床身有限元分析及輕量化設計.pdf

1、機床床身作為機床基礎的主要部分，機床的很多重要部件都是以床身為安裝載體，因此機床床身的強度、剛度及其動態(tài)特性在機床的設計中起非常重要的作用，床身的靜動態(tài)性能直接影響機床的加工精度。傳統(tǒng)的床身設計是采用材料力學的簡化計算和經(jīng)驗設計相結合的方法，雖然這種設計方法經(jīng)過實踐證明具有一定的可靠性，但存在設計周期長、設計過于保守等弊端導致床身結構不盡合理，因此對機床床身的優(yōu)化特別是大型機床的床身進行優(yōu)化設計有重要的實際價值。本文以TH6918大型數(shù)

2、控落地鏜銑床床身為例，以有限元技術為基礎利用有限元分析軟件HyperWorks建立床身的力學模型并對其進行靜、動態(tài)特性分析，在此基礎上對床身進行以減重為目的的結構優(yōu)化研究，主要內容如下：
　　 (1)根據(jù)圖紙對床身的一些特征比如倒角工藝孔等進行簡化，利用Pro/E建立簡化后的床身幾何模型；首先對床身進行靜力分析，得到了床身在外載荷及自重作用下的應力分布情況和最大位移變形量；其次利用BlockLanczos法對床身進行模態(tài)分析，并

3、提取了床身前6階模態(tài)，通過分析原床身結構的靜剛度和動態(tài)特性都較好，為床身結構優(yōu)化提高依據(jù)。
　　 (2)將床身內部的筋板進行劃分，提取元結構即筋格單元進行分析，通過研究元結構各參數(shù)對筋格固有頻率的影響，找出最優(yōu)的參數(shù)組合，為床身整體結構的動態(tài)優(yōu)化提供依據(jù)。
　　 (3)通過改變床身出砂孔的形狀和大小、內部筋板的厚度、床身壁厚來研究這些因素對床身動態(tài)特性的影響，在此基礎上提出四種床身減重優(yōu)化方案，并通過對比分析選出合適的方