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基于有限元的高速数控车床床身结构分析与优化
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  • 英文篇名:Analysis and Optimization of High-speed CNC Lathe Bed Structure Based on Finite Element
  • 作者:库祥臣 ; 傅扬威 ; 杨俊杰
  • 英文作者:KU Xiang-chen;FU Yang-wei;YANG Jun-jie;School of Mechatronics Engineering,Hennan University of Science and Technology;
  • 关键词:高速数控车床 ; 床身 ; 有限元分析 ; 结构优化
  • 英文关键词:high-speed CNC lathe;;lathe bed;;finite element analysis;;structural optimization
  • 中文刊名:ZHJC
  • 英文刊名:Modular Machine Tool & Automatic Manufacturing Technique
  • 机构:河南科技大学机电工程学院;
  • 出版日期:2019-02-20
  • 出版单位:组合机床与自动化加工技术
  • 年:2019
  • 期:No.540
  • 基金:河南省重大科技专项:ADi系列数控车床智能化技术研发及产业化应用(171100210300)
  • 语种:中文;
  • 页:ZHJC201902009
  • 页数:4
  • CN:02
  • ISSN:21-1132/TG
  • 分类号:38-41
摘要
床身是车床的重要基础件,它的静、动态特性直接影响车床的加工精度与作业稳定性。以ADI高速数控车床床身为研究对象,建立床身的三维实体模型与有限元模型,借助ANSYS有限元分析软件对其进行静力分析和模态分析。以降低数控车床床身变形量和提高低阶固有频率为目标,根据分析结果对车床床身原设计进行改进,通过有限元分析对比,提出在床身内部与上导轨区域增加筋板和床身底部薄弱部分填厚的结构优化方法。经仿真分析优化后的床身动、静刚度明显增强,低阶固有频率明显提高。
        The lathe-bed is an important basic part of the lathe. Its static and dynamic characteristics directly affect the machining accuracy and job stability of the lathe. ADI high-speed CNC lathes to bed as a research object,three-dimensional solid model of the bed with the finite element model,using ANSYS finite element analysis software to its static analysis and modal analysis. To reduce the deformation of the CNC lathe bed and increase the low natural frequency,according to the analysis results,the original design of the lathe bed is improved,by comparison of the finite element analysis,a structural optimization method is put forward to increase ribs in the bed interior and upper rail area while the weak part of the bottom of the bed is thickened. After simulation and analysis,the dynamic and static stiffness of the bed were significantly enhanced,and the natural frequency of the low-order bed was significantly improved.
引文
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