基于等效静态载荷理论的机床运动部件轻量化设计

发布时间：2018-09-03 19:09

【摘要】：为保证机床的加工精度和切削效率,机床的运动部件需要较高的刚度和较轻的质量.以某型号磨床的主轴箱为研究对象,建立包含主轴箱、电主轴磨头和滚珠丝杠等部件的有限元柔性多体动力学模型,运用等效静态载荷理论将柔性多体动力学分析与静态结构优化理论相结合,采用拓扑优化技术对主轴箱进行轻量化设计.与传统静态载荷下的主轴箱结构拓扑优化设计相比,该方法更适用于机床运动部件的结构轻量化设计,优化后的主轴箱结构在保证静动态性能的前提下质量减轻8.5%.
[Abstract]:In order to ensure the machining accuracy and cutting efficiency of the machine tool, the moving parts of the machine tool need higher rigidity and lighter mass. Taking the spindle box of a certain type of grinder as the research object, a finite element flexible multi-body dynamic model including spindle box, motor spindle grinding head and ball screw is established. The flexible multi-body dynamic analysis is combined with the static structure optimization theory by using the equivalent static load theory, and the topological optimization technique is used to design the spindle box. Compared with the traditional topology optimization design of spindle box under static load, this method is more suitable for the structural lightweight design of machine tool moving parts. The optimized spindle box structure reduces the mass by 8.5% under the premise of ensuring static and dynamic performance.
【作者单位】： 上海理工大学公共实验中心;上海理工大学机械工程学院;
【基金】：国家自然科学基金资助项目(50875174,51175347) 上海市教委科研创新重点项目(13ZZ114)
【分类号】：TG502

【参考文献】

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【共引文献】

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本文编号：2220902