双环盘式刀库结构参数优化.pdf

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1、第1期组合机床与自动化加1=技术NO．12013年1月ModularMachineTool＆AutomaticManufacturingTechniqueJan．2013文章编号：1001—2265(2013)0l一0092—04双环盘式刀库结构参数优化卢晓红，韩鹏卓，武文毅，李光俊，贾振元(大连理工大学精密与特种加工教育部重点实验室，辽宁大连116024)摘要：为了解决盘式刀库双环布刀时刀库转动惯量与刀盘尺寸惯性的矛盾，以YP5048G双环盘式刀库的结构参数优化研究为应用实例，综合考虑各种约束条件，采用数学建模分析和有限元分析相结合的方法，对其进行结构参数优化，以增大储刀量，扩大

2、工作范围。探讨了利用MATLAB软件优化工具箱中的fmincon函数解决多约束非线性优化问题的思路及计算方法。为了对刀库的结构参数优化结果进行验证，对优化后的刀库进行了有限元静态特性分析及动态特性分析。仿真结果证实了所设计的双环布刀刀盘结构参数的合理性。关键词：盘式刀库；双环；结构参数中图分类号：TH16；TG65文献标识码：AStructuralParametersOptimizationofDualLoopDisk-typeToolMagazineLUXiao—hong，HANPeng—zhuo，WUWen—yi，LIGuang—jun，JIAZhen—yuan(KeyLabo

3、ratoryforPrecisionandNon—traditionalMachiningTechnologyofMinistryofEducation，DalianLiaoning116024，China)Abstract：Tosolvethecontradictionbetweentherotationalinertiaofthetoolmagazineandthedimen—sioninertiaofthecutterheadwhenthedisk—typetoolmagazineisdualloopdistributed，thestructuralpa—rametersop

4、timizationofYP5048Gdualloopdisk—typetoolmagazineistakenastheapplicationexample．Variousconstraintconditionsarecomprehensivelyconsidered，andthemethodofmathematicalmodelinganalysisandANSYSanalysisarecombinedtooptimizethestructuralparametersSOthatthestoreoftoolscanbeincreasedandtheworkingrangecanb

5、eenlargedaswel1．TheideaandthecalculatingmethodofusingfminconfunctioninMATLABsoftwareoptimizationtoolcasetosolvemulti-constraintandnonlin·-earoptimizingproblemsarediscussed．Inordertotestthestructuralparametersoptimizationresultofthetoolmagazine，ANSYSisadoptedtodoboththestaticcharacteristicsandt

6、hedynamiccharacteristicsa—nalysisoftheoptimizedtoolmagazine．Simulationresultsprovedthereasonabilityofthestructuralpa—rametersofthedesigneddualloopdistributedcutterheadofthetoolmagazine．Keywords：disk—typetoolmagazine；dualloop；structuralparameter眉睫。鉴于此，本文依托“高档数控机床与基础制造装0引言备”科技重大专项课题“大型链式刀库和高速盘式刀

7、重型加工中心和高档加工中心消费额的快速增库及自动换刀装置开发研究”，进行圆盘刀库刀盘结构长，决定了其关键功能部件——大型刀库及自动换刀参数优化研究，以增大储刀量。装置的需求相应增长。大型刀库及自动换刀装置的主盘式刀库呈盘状，刀具沿盘面垂直排列(包括径要作用在于减少加工过程中的非切削时问，是体现向取刀和轴向取刀)、沿盘面径向排列或成锐角排列的重型加工中心性能的重要标志，国际市场的需求量相形式的刀库，结构简单、紧凑，应用较多，但刀具单环排当可观。我国大型刀库及自动换刀装置