卧式加工中心立柱的轻量化设计研究  被引量:5

Lightweight Design of the Column of Horizontal Machining Center

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作  者:郑文标[1] 彭晋民[2] 

机构地区:[1]福州大学机械工程及自动化学院,福州350108 [2]福建工程学院机械与汽车工程学院,福州350108

出  处:《组合机床与自动化加工技术》2017年第8期138-141,共4页Modular Machine Tool & Automatic Manufacturing Technique

基  金:福建省数控装备技术重大研发平台(2014H2002);福建省高校新世纪优秀人才项目(JA13207);福建省高校产学合作项目"面向3C产品制造配置机内机器人的智能钻铣加工中心研发"(2017H6002)

摘  要:针对传统机床立柱设计中存在材料浪费、刚度不足与设计周期长等缺陷,以某卧式加工中心立柱为研究对象,运用有限元法对立柱进行静力学和模态分析,研究立柱的薄弱环节;然后利用Hyper Mesh软件,在保证立柱性能的前提下,以质量最小化为目标对立柱进行拓扑优化,根据拓扑优化的材料分布结果设计了新的立柱结构,通过对新立柱进行有限元分析,结果表明,立柱的质量减轻了7.88%,刚度和固有频率均有不同程度的提高,达到了立柱轻量化设计的目标。Focus on the existence of material waste, insufficient stiffness and long design cycle in the tradi- tional design of machine tool column. Take the column of horizontal machining center as the research ob- ject; finite element method was used for the static and modal analysis of machining tool column, researching its weak parts. Then, use the software of Hyper Mesh, topology optimization was carried out on the machi- ning tool column with the premise of guarantee performance and weight minimization. From material distri- bution result of the topology optimization, new machining tool column was designed. Finite element analysis results indicate that the weight of new designed column was reduced by 7.88% and stiffness and natural fre- quency has been improved with different degrees, achieving the target of lightweight design of the column.

关 键 词:立柱 有限元法 拓扑优化 轻量化设计 

分 类 号:TH122[机械工程—机械设计及理论] TG506[金属学及工艺—金属切削加工及机床]

 

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