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关于卧式加工中心机床的床身结构和特性详解

作者:威舟科技    发布时间:2020-04-17 22:30     浏览次数 :


    床身是机床的重要组成部分,机床的许多重要部件都是以床身为载体安装的。因此,作为基础的床必须具有高刚度和良好的抗振性。在传统的设计中,床身的质量在满足设计要求时往往过高,这无疑会造成材料的浪费。因此,如何在不尽可能改变床身原有静动态特性的基础上,合理优化床身内部尺寸,实现床身轻量化,是一个值得研究的问题。
关于卧式加工中心机床的床身结构和特性详解
    研究人员对床身的优化设计做了大量的研究。
 
    [1]在对床身结构动态特性进行灵敏度分析的基础上,采用有限元分析方法对床身结构和动态性能进行优化,不仅保证了良好的动态性能,而且降低了床身质量。
 
    [2]根据磨床床身的结构分析结果,提出了改进方法,并对改进后的床身进行了拓扑优化,实现了高刚度、轻量化的磨床床身的优化设计。
 
    [3]基于尺寸优化和拓扑优化技术,对机床内部筋板的结构、布局和垫片位置进行了优化,降低了机床的质量,提高了机床的刚度。
 
    [4]以肋板和底部出砂口的尺寸为设计参数,以床体质量和一阶固有频率为优化目标,对床体进行优化。优化后,床身的最大振幅大大减小。
 
    在优化床身时,大多数研究者都以最大变形、最大应力和一阶固有频率作为约束条件,但这并不能保证优化后的一阶固有频率后的其他阶固有频率值高于优化前的值。因此,本文以最大变形、最大应力和前4阶固有频率保持不变为约束条件,以床身壁厚、肋板纵向和横向厚度为设计参数,以床身质量为优化目标,建立数学模型进行求解和计算,从而得到优化的壁厚和肋板尺寸。最后,对优化后的模型进行有限元分析,比较优化前后的床层特性和质量。
 
    结论通过对原床体结构的有限元分析,去除了一层对床体结构特征影响不大且与床体底面平行的肋板结构。在不改变床身外形尺寸的基础上,以床身纵、横向筋板厚度和壁厚为试验因素,采用正交试验方法建立响应面模型,进行床身轻量化设计。在床身结构特征基本不变的情况下,降低了床身的质量,使得原床身的尺寸设计更加合理,节约了材料。同时,也为机床其他部件的优化提供了思路。——卧式加工中心WN-H系列

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