加工中心床身尺寸元结构方法的优化

1   引言
随着科学技术的快速发展，高档数控机床正向高速度、高精度、高效率、复合化方向发展。床身是数控机床的关键基础支撑件，而且床身的结构尺寸及重量较大，其本身的静动刚度、抗震性以及热稳定性直接影响到整机的工作性能[1-2]。所以对床身尺寸优化能很好的节省材料，进而提高床身的使用性能，会给机床厂家带来可观的经济效益。但是由于床身结构复杂，因此考虑以构成机床床身的内部结构为出发点，引入元结构的基本概念来对床身尺寸进行优化，其中元结构的基本思想就是把机床床身组成的形体进行分解，最终可以分解得到一些基本的单元结构[3-4]。文献[5]在理论模型基础上对机床床身进行静力学分析和动力学分析；文献[6]从加工工艺角度对机床结构性能分析，尤其与机床连接部分对结构影响分析，具有一定研究意义；文献[7-8]考虑机床结构对整机动态特性影响进行有效分析，采用有限元方法进行优化设计。另外床身结构将直接影响床身几何精度，比如床身本身结构及性能，床身安装牢固；床头箱与床身连接，卧式机床尾座与床身连接、床身上导轨几何精度及与滑鞍运动精度关系，及其保持性等等[9-10]。
2   典型筋格结构的选择及类型
   加工中心机床床身内部筋格单元结构尺寸有大有小，位置有高有低，筋格壁板有厚有薄，对机床每一筋格进行尺寸优化显然不现实，因此，对筋格进行分类和把具有典型代表结构的筋格筛选出来显得非常必要。将床身内数量大、出砂孔布置类型相同（X、Y 方向出砂孔呈圆形，Z 方向出砂孔呈方形）的六面体六出砂孔筋格单元看作是典型筋格结构。这类典型筋格结构形状规则，数量大，分析计算容易，其机械性能可以代表床身大部分筋格的机械性能，是理想的尺寸结构优化对象。床身内部筋格数量众多、尺寸各异、位置不同。为了之后进行类别划分，我们要对众多筋格进行筋格编号。参考筋格编号，如图 1 所示。

宇匠数控备注：为保证文章的完整度，本文核心内容由PDF格式显示，如未有显示请刷新或转换浏览器尝试，手机浏览可能无法正常使用！

5 结论
（1）筋格典型结构组成的筋格二元联合体修改前后，在质量上下降 3.69%的情况下，前四阶振频分别有不同程度的提高，筋格联合体性能得到改善。（2）各阶振频的大小不随筋格质量的大小而变化，而与具体的筋格结构相关；另外筋格联合体各阶振频介于构成其的两单个筋格相应振频之间。（3）通过有效优化设计分析，在加工中心床身结构质量减小的情况下，动态性能得到改善，即筋格的尺寸优化是有效的。

加工中心床身尺寸元结构方法的优化

加工中心相关内容

星瀚系列高速加工中心

星瀚S系列高速加工中心

超声波陶瓷雕铣中心

CNC加工中心钻攻异型散热器的夹具设计

五面体加工中心

产品中心

星瀚S系列高速加工中心

星瀚系列高速加工中心

超声波陶瓷雕铣中心

联系我们

产品中心

数控文章

其它栏目

关注官方微信

加工中心 相关内容

星瀚S系列高速加工中心

星瀚系列高速加工中心

超声波陶瓷雕铣中心

联系我们

其它栏目

关注官方微信

加工中心相关内容