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隨著制動盤產(chǎn)業(yè)的高速發(fā)展,現(xiàn)代制動盤專用機床朝著高速、高效、專用、高精度的方向飛速發(fā)展,同時機床基礎(chǔ)零部件的結(jié)構(gòu)性能也在向科學(xué)性、合理性、輕量化研究領(lǐng)域逐步深入[1-2]。立柱和滑座(下座)作為機床系統(tǒng)中重要基礎(chǔ)部件之一,起著支撐滑板、伺服電機、伺服刀塔以及連接床身的作用。其性能的優(yōu)劣直接影響機床自身的穩(wěn)定性、抗振性以及加工的精度和效率[3]。傳統(tǒng)的經(jīng)驗設(shè)計已經(jīng)滿足不了現(xiàn)代機床的發(fā)展要求,為了提高機床的性能要求,需要對立柱滑座結(jié)構(gòu)進行模態(tài)分析和靜力分析,以便發(fā)現(xiàn)設(shè)計的薄弱部分以及進行改進優(yōu)化。有限元法近年來飛速發(fā)展,廣泛應(yīng)用于各個行業(yè)。借助有限元軟件ANSYS和有限元原理,對結(jié)構(gòu)進行動靜態(tài)分析,得到相應(yīng)的應(yīng)力、應(yīng)變以及變形狀態(tài)。在此基礎(chǔ)上以立柱滑座的輕量化作為研究目標,利用響應(yīng)面法、靈敏度分析的途徑,對立柱滑座進行多目標優(yōu)化。實現(xiàn)減輕結(jié)構(gòu)重量的目標,提高結(jié)構(gòu)的第一階頻率和剛度。1立柱和滑座模型的建立機床立柱采用鑄鐵HT300,其泊松比0.27,密度為7350 kg/m3,彈性模量為126 GPa。利用SolidWorks對機床立柱和滑座進行三維參數(shù)化建模,建模時忽略小于20mm的圓角、倒角等結(jié)構(gòu)以及其他小的結(jié)構(gòu)和特征[4-5],這些小的結(jié)構(gòu)和特征在計算時占用大量內(nèi)存和計算時間,從而影響分析精度。將建好的模型通過軟件SolidWorks插件無縫連接到WorkBench中。對立柱滑座進行網(wǎng)格劃分,考慮到計算精度要求和計算方便,采用Tetrahedrons方法,該方法可以利用自身特有的性質(zhì)自動細化網(wǎng)格,從而提升網(wǎng)格質(zhì)量,并通過控制網(wǎng)格的尺寸來保證劃分的質(zhì)量。模型采用30 mm的四面體進行網(wǎng)格劃分,模型共劃分單元120 601個,節(jié)點195 928個。劃分后的有限元模型如圖1所示。
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結(jié)束語:
應(yīng)用有限元軟件SolidWorks對立柱滑座進行了參數(shù)化建模,并通過Workbench對其進行了模態(tài)、靜力學(xué)分析,以及對其進行響應(yīng)面分析和優(yōu)化,找到了影響整體模型的關(guān)鍵設(shè)計尺寸,并利用優(yōu)化后的參數(shù)對立柱和滑座重新建模,得到新模型的一階頻率是171.25 Hz,提升了4.0%,質(zhì)量減少9.8%。最大變形量有所提高,考慮實際工程應(yīng)用,符合工程要求范圍。結(jié)果表明,此次優(yōu)化分析,提高了一階頻率,減少了立柱和滑座的質(zhì)量,達到了輕量化的目的,同時新的立柱滑座滿足設(shè)計要求。
2024-11
本文以組合式六角亭模型為實例,分析工藝難點與加工可行性,指出該模型的加工難點是模型形狀不規(guī)則和整體剛性差,并通過設(shè)計新的工藝方案解決加工難點,完成了模型整體的加工。新的加工工藝有助于提高加工效率和精度,為五軸數(shù)控加工提供了一個典型案例,對于五軸加工中心數(shù)控加工也具有指導(dǎo)作用和重要… [了解更多]
2024-11
宇匠數(shù)控 備注:為保證文章的完整度,本文核心內(nèi)容由PDF格式顯示,如未有顯示請刷新或轉(zhuǎn)換瀏覽器嘗試,手機瀏覽可能無法正常使用!本文摘要:通過對混聯(lián)五軸加工中心自適應(yīng)深度學(xué)習(xí)控制方法的 研 究,可 知 此 方 法 的 創(chuàng) 新 之 處 在 于:1)建 立 了 機 床 的 運 動 學(xué) … [了解更多]
2024-11
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2024-11
?加工精度是影響機床性能和產(chǎn)品質(zhì)量的主要難題,也是制約國家精密制造能力的重要因素。本文以五軸加工中心為對象,針對提升機床精度進行了研究。并且隨著科技的發(fā)展,精密的儀器和零件在生產(chǎn)實踐中占據(jù)的分量逐漸增加,在數(shù)控機床這種精密機器精度不斷提高的同時,必須控制內(nèi)外界環(huán)境的隨機影響因素在… [了解更多]