魏鋒濤,宋俐,代媛.基于ANSYS Workbench的立式車床回轉(zhuǎn)工作臺結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計[J].制造技術(shù)與機(jī)床,2016(04):79-84.

基于ANSYS Workbench的立式車床

回轉(zhuǎn)工作臺結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)

魏鋒濤 宋 俐 代 媛

（西安理工大學(xué)機(jī)械與精密儀器工程學(xué)院）

摘 要

基于ANSYS Workbench平臺,以某數(shù)控立式車床回轉(zhuǎn)工作臺為研究對象,利用拓?fù)鋬?yōu)化和尺寸優(yōu)化設(shè)計方法,對其進(jìn)行了以減輕質(zhì)量和提高結(jié)構(gòu)剛度為目標(biāo)的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計研究。分析結(jié)果表明:與原設(shè)計方案相比較,優(yōu)化改進(jìn)后的回轉(zhuǎn)工作臺質(zhì)量減少了24.97%,最大變形量減小了39.8%,而且一階固有頻率也由399.9 Hz提高到474.9 Hz。

回轉(zhuǎn)工作臺；ANSYS Workbench；拓?fù)鋬?yōu)化；尺寸優(yōu)化

導(dǎo) 語

目前，在國內(nèi)外機(jī)床結(jié)構(gòu)設(shè)計中，依然在廣泛采用傳統(tǒng)設(shè)計方法如經(jīng)驗(yàn)、類比及簡單的有限元分析等方法，這些方法通過與同類結(jié)構(gòu)進(jìn)行定性的分析和比較，然后取較大的安全系數(shù)來保證結(jié)構(gòu)的可靠性。雖然設(shè)計過程中也采取了一般的計算與試驗(yàn)，但結(jié)構(gòu)尺寸和重量還是會增大，材料的潛能不能很好發(fā)揮，這也使機(jī)床總體結(jié)構(gòu)較為笨重，不僅使性能難以提高，同時也增加了制造成本。

回轉(zhuǎn)工作臺是數(shù)控立式車床的重要組成部分之一，工作臺帶動工件旋轉(zhuǎn)構(gòu)成了數(shù)控立式車床的主運(yùn)動，它用以裝夾并支撐工件，且其靜動態(tài)特性直接影響機(jī)床的加工精度及加工效率。在機(jī)床工作臺設(shè)計中，人們總是希望在滿足強(qiáng)度和剛度的條件下盡可能地減輕工作臺的質(zhì)量。因此，對工作臺進(jìn)行靜、動態(tài)特性分析及結(jié)構(gòu)優(yōu)化就顯得尤為重要。本文以某數(shù)控立式車床回轉(zhuǎn)工作臺為研究對象，以減輕質(zhì)量和提高結(jié)構(gòu)剛度為目的，結(jié)合拓?fù)鋬?yōu)化以及尺寸優(yōu)化設(shè)計方法，利用ANSYS Workbench 平臺對其進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計。

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