高速立式加工中心床身结构动态设计_马青芬.pdf
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高速立式加工中心床身结构动态设计
马青芬
(南通科技投资股 份有限公司 , 江苏 南通 226006)
摘 要 :床身是机床结构的重要组成部分 , 对机床整机的动态特性具有 重要影响 。 为 了提高床
身结构 的动态特性 , 建立高速立式加工中心床身的 CAD/CAE模型 , 借助有限单元法 , 运用灵敏
度分析 和结构优化的方法 , 对加工中心床 身开展 以提高 床身的 低阶固有 频率为 目标的 动态结
构优化设计 , 得到床身筋板厚度和壁厚的最佳匹配值 , 使床身前两阶固有 频率较优化 前的结构
分别提 高了 11.44%和 1.69%, 床身动态特性得到明显提高 。
关键词 :床身 ;有 限单元法 ;灵敏度分析 ;结构优化 ;动态特性
中图分 类号 :TH122 文献标志码 :B 文章编号 :1671-5276(2011)02-0019-03
DynamicOptimum DesignofBodyofHighSpeedVerticalMachiningCenter
MA Qing-fen
(NantongScienceandTechnologyInvestmentCo., Ltd., Nantong226006, China)
Abstract:Thebedisanimportantcomponentofmachinetoolsandhasasignificantimpactonthedynamiccharacteristicsofthewholema-
chine.Inordertoimprovethedynamiccharacteristicsofthebed, thispaperdevelopstheCAD/CAEmodelofthebodyofhighspeedverti-
calmachiningcenterandanalyzesthedynamiccharacteristicsbyaidofFEM.Thesensitivityanalysisandthestructuraloptimizationarecar-
riedouttoimprovethelownaturalfrequencyofthebedandobtainthebestcombinationofthethicknessoftheribplateandthewall, which
makesthefirst-orderandsecond-ordernaturalfrequencyofthebedincreasedby1 1.4% and1.69% respectively.Thedynamicbehaviorof
thebedisimprovedobviously.
Keywords:bed;finiteelementmethod;sensitivityanalysis;structuraloptimization;dynamiccharacteristics
0 引言
床身是加工中心 的重要基础件 , 其动态特性是影响加
工精度和稳定性的重???因素 。 床身的结 构尺寸和布局 , 决
定了其本身的动态特性 。 结构设计不合 理 , 会引起各种变
形和振 动 [ 1] 。 加 工中 心 床 身动 态 优 化 一般 应 用 虚 拟技
术 [ 2] , 首先建立其
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