數(shù)控銑床工作臺靜動態(tài)特性研究與結(jié)構(gòu)優(yōu)化.pdf

1、密級桂林電子科技大學碩士學位論文（全日制專業(yè)學位碩士）（全日制專業(yè)學位碩士）題目題目數(shù)控銑床工作臺靜動態(tài)特性研究與結(jié)構(gòu)優(yōu)化（英文）（英文）TheStaticDynamicacteristicsStructureOptimizationofNCMillingMachineWktable研究生學號:1208520104研究生姓名:覃祖和指導教師姓名、職務指導教師姓名、職務:王志越研究員黃美發(fā)教授申請學位門類:專業(yè)學位碩士學科、?？?、專業(yè)名稱

2、:機械工程提交論文日期:2015年04月論文答辯日期:2015年06月摘要I摘要數(shù)控機床是制造業(yè)中的核心設備，被廣泛應用于國防、汽車、機械、電子、航空航天等各領(lǐng)域。我國數(shù)控機床起步晚、發(fā)展慢，至今仍沿用傳統(tǒng)設計方法進行開發(fā)設計，導致了機床靜動態(tài)性能水平落后，難以滿足高速、高效、高精度的加工要求，更無法滿足快速響應市場需求，而國外發(fā)達國家早已將現(xiàn)代先進設計方法應用到數(shù)控機床的研發(fā)。因此，快速設計出高性能、高精度、低成本的數(shù)控機床來滿足市場

3、的需求就顯得尤為重要。本文以XK2310數(shù)控銑床工作臺為研究對象，運用CADCAE技術(shù)、靈敏度分析技術(shù)、多目標優(yōu)化技術(shù)，對工作臺進行靜動態(tài)特性分析、結(jié)構(gòu)設計和結(jié)構(gòu)多目標優(yōu)化，具體工作如下：1、建立工作臺參數(shù)化模型和有限元模型。運用ANSYSWkbench有限元軟件的DM模塊對XK2310工作臺建立參數(shù)化模型，然后將參數(shù)化模型導入DX模塊，建立有限元模型。2、分析工作臺靜動態(tài)特性。根據(jù)工作臺裝配特點、工作方式，具體工況，分別對工作臺進行靜

4、力學分析和模態(tài)分析，得到了工作臺在銑削、鉆削工況下的變形量、等效應力以及固有頻率，分析結(jié)果顯示，工作臺的靜態(tài)特性滿足設計要求，而動態(tài)特性偏低，1、2階固有頻率與動載荷頻率接近，容易引起共振，因此需對工作臺的結(jié)構(gòu)進行改進。3、改進工作臺結(jié)構(gòu)。基于工作臺靜動態(tài)特性情況，提出了工作臺筋板結(jié)構(gòu)改進措施，分別設計了“X”筋工作臺、“米”筋工作臺、“蜂窩”筋工作臺。利用有限元分析方法，對改進方案的有效性進行驗證，從中選擇性能最優(yōu)的“X”筋工作臺作為

5、最終的改進方案。4、優(yōu)化工作臺結(jié)構(gòu)設計?；谡辉囼灧椒ā⒕€性回歸統(tǒng)計法進行靈敏度分析。根據(jù)靈敏度分析結(jié)果和中心復合試驗，以降低工作臺質(zhì)量、最大變形量和提高前3階固有頻率為目標，優(yōu)化工作臺設計參數(shù)。利用遺傳算法在可行域里搜索最優(yōu)參數(shù)，優(yōu)化效果理想，質(zhì)量下降1.67%，最大變形量下降42.59%，前3階固有頻率分別提高12.53%、13.47%和11.14%。5、驗證工作臺優(yōu)化結(jié)果。將優(yōu)化后的設計參數(shù)導入工作臺模型并利用有限元軟件計算，多