機(jī)床結(jié)構(gòu)動態(tài)設(shè)計與優(yōu)化關(guān)鍵技術(shù)研究與應(yīng)用.pdf

1、隨著現(xiàn)代制造技術(shù)向高精度、高效率、自動化、信息化和微小化發(fā)展，對現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床的要求越來越高。目前我國數(shù)控機(jī)床的動態(tài)優(yōu)化設(shè)計水平落后，不能及時設(shè)計出高性能機(jī)床響應(yīng)市場需求。為了提高機(jī)床動態(tài)性能指標(biāo)及設(shè)計的效率，本文在分析機(jī)械結(jié)構(gòu)靜、動態(tài)分析原理及機(jī)床動態(tài)設(shè)計原理的基礎(chǔ)上，提出一種基于模塊化思想、有限元分析與智能優(yōu)化相結(jié)合的機(jī)床結(jié)構(gòu)創(chuàng)新和優(yōu)化設(shè)計方法。 首先，根據(jù)機(jī)床結(jié)構(gòu)的分級特性將其劃分為機(jī)床大件模塊、虛擬模塊等，機(jī)床的動態(tài)性能和

2、創(chuàng)新取決于這些機(jī)床基本組成結(jié)構(gòu)的性能和特征，并提出基于虛擬模塊技術(shù)的機(jī)床大件動態(tài)設(shè)計與復(fù)合優(yōu)化方法，主要包括基于BP—GA機(jī)床大件框結(jié)構(gòu)關(guān)鍵尺寸復(fù)合優(yōu)化和基于虛擬模塊化設(shè)計的機(jī)床大件局部特征優(yōu)化設(shè)計兩部分內(nèi)容。 然后以某立式加工中心的立柱與主軸箱復(fù)合優(yōu)化為例，論述了基于人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和遺傳算法的機(jī)床大件框結(jié)構(gòu)關(guān)鍵尺寸復(fù)合優(yōu)化方法，給出了大件模塊結(jié)構(gòu)的尺寸優(yōu)化設(shè)計變量的自動搜索尋優(yōu)計算方法及整機(jī)部件間的協(xié)調(diào)優(yōu)化方法，實現(xiàn)部件間關(guān)鍵尺

3、寸的快速協(xié)調(diào)優(yōu)化，提高產(chǎn)品的性能和設(shè)計效率。 接著闡述了在大件框結(jié)構(gòu)尺寸確定情況下，基于虛擬模塊化設(shè)計的機(jī)床大件局部特征優(yōu)化設(shè)計原理。在分析加工中心布局的基礎(chǔ)上，利用有限元分析軟件軟件Hypermesh和ANSYS對各主要部件及整機(jī)進(jìn)行靜、動態(tài)特性分析，提出基于虛擬模塊的機(jī)床大件結(jié)構(gòu)動態(tài)優(yōu)化設(shè)計方法，研究了筋格元結(jié)構(gòu)和框結(jié)構(gòu)工藝孔對大件性能的影響，并給出五面體加工中心方箱和工作臺的優(yōu)化案例，說明該方法的有效性。 并以五面