貴金屬數(shù)控機(jī)床支撐件的動(dòng)靜態(tài)分析及結(jié)構(gòu)優(yōu)化.pdf

1、從首臺(tái)數(shù)控機(jī)床出現(xiàn)以來(lái)，數(shù)控機(jī)床在裝備制造業(yè)中各領(lǐng)域有著前所未有的發(fā)展。其中對(duì)于加工貴金屬的數(shù)控機(jī)床在國(guó)內(nèi)的研究還是相對(duì)較少，國(guó)外雖有先進(jìn)的技術(shù)，但是對(duì)中國(guó)實(shí)行技術(shù)封鎖，或者是對(duì)中國(guó)出口一些已經(jīng)落后淘汰的機(jī)床。再加上人們對(duì)貴金屬的產(chǎn)品越來(lái)越熱衷，使得這種貴金屬的首飾行業(yè)具有相當(dāng)不錯(cuò)的前景。在這樣的背景下，深圳某公司有著創(chuàng)新精神開發(fā)出一種新型的數(shù)控機(jī)床。由于完全是按照經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)，所以對(duì)于此種數(shù)控機(jī)床的動(dòng)靜態(tài)特性的認(rèn)識(shí)還不是很全面。為了能夠提

2、高首飾的加工精度和保證貴金屬在加工過(guò)程的質(zhì)量，本課題應(yīng)運(yùn)而生。并希望通過(guò)對(duì)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化，來(lái)提高這種小巧的數(shù)控機(jī)床的整體的動(dòng)靜態(tài)特性。
　　本文運(yùn)用P RO/E對(duì)這種新型數(shù)控機(jī)床進(jìn)行了三維建模，并計(jì)算出對(duì)其施加的載荷，再對(duì)三維模型劃分網(wǎng)格，運(yùn)用ANSYS進(jìn)行了有限元靜力分析，得到其等效應(yīng)力和等效應(yīng)變?cè)茍D，算出了最大等效應(yīng)力和最大等效應(yīng)變值。
　　首先介紹了結(jié)構(gòu)的特征值和模態(tài)分析，并用逆迭代法來(lái)求解較小的特征值或最低幾階固有頻率，

3、無(wú)需計(jì)算模態(tài)較大的特征值或相對(duì)高階固有頻率。又用直接法和模態(tài)法對(duì)結(jié)構(gòu)頻率響應(yīng)進(jìn)行了分析求解。還用ANSYS對(duì)數(shù)控機(jī)床的整機(jī)做了模態(tài)分析，得出了前六階固有頻率，與機(jī)床卡具和刀具工作頻率范圍進(jìn)行比較，并且還對(duì)刀尖平面進(jìn)行了頻率響應(yīng)分析。
　　提出了優(yōu)化的概念、優(yōu)化所需要的三要素和優(yōu)化函數(shù)等。然后分別對(duì)主要支撐件——立柱和底座的結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行靈敏度分析，通過(guò)整機(jī)的最大變形量與所選的結(jié)構(gòu)參數(shù)之間的關(guān)系，進(jìn)行結(jié)構(gòu)參數(shù)的優(yōu)化，并在其中對(duì)底座的幾