基于结构优化组合技术的铣床设计.pdf

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1、DesignandResearch设计与研究基于结构优化组合技术的铣床设计术韩玉勇①③李玉民②侯成刚②李克志①(①枣庄科技职业学院，山东滕州277599；②滕州市喜力机床有限责任公司，山东滕州277599；③山东大学机械工程学院，山东济南250061)摘要：以XL5030立式升降台铣床的设计为例，研究设计和改进提高铣床整体性能结构的关键技术。说明面向产品性能指标的组合设计及结构优化技术在机床设计中的重要应用。关键词：中型铣床；设计；结构优化中图分类号：TH122文献标识码：BMachinetooldes

2、ignbasedonstructuraloptimizationtechnologyHANYuyong①③LIYumin②HOUChenggang②LIKezhi①，，，(①ZaozhuangVocationalCollegeofScienceandTechnology，Tengzhou277599，CHN；@TengzhouXiliMachineToolCo．，Ltd．，Tengzhou277599，CHN；@SchoolofMechanicalEngineering，ShandongUniversi

3、ty，Jinan250061，CHN)Abstract：ThedesignofverticalkneeandcoluFflnmillingmachineisselectedasanexampletoresearehkeytechnologyoftheimprovementofmillingmachinestructure，andillustratestheapplicationofcombinationaldesignandstructuraloptimizationtechnologyindesign

4、ofmachinetoolsbasedonproductperformance．Keywords：medium—sizedmachinetool；design；structuraloptimization现阶段机床工具行业面临机遇和挑战的双重考设计主要考虑的因素是加工工件大小、重量以及形验，市场竞争“倒逼机制”的无形压力也是推动技术进状l2-31。XL5030在结构、工艺、性能、检测等已有模块步、产业升级的强大动力。质量是产品的生命，产品质化平台的基础上，建立产品和零部件的设计标准及接量不仅仅是制造出来

5、的，更是由设计决定的¨。而面口体系，通过结构优化和组合技术设计而成的特定多向产品性能指标的组合设计及结构优化技术越来越多功能铣床。地应用于机床设计。所设计的具有集中传动装置的立式升降台铣床机加工中小型零件的平面、斜面、沟槽及孑L的需求为床结构大致分为机械系统和电气系统两部分，配备机铣床制造厂家技术产品革新提出了更高的要求。原始床防护装置等辅助装置。XL5030设计研发技术路线的X52K立式升降台铣床因操作复杂，体态笨重，价格如图1所示。高，相对会造成能耗过大，浪费电力资源，增加生产成2铣床关键技术的设计

6、本；并且市面上有地方特色铣床又过于简易，不能满足市场需求；特别是针对模具、汽车、摩托车、仪器仪表等2．1机床零部件设计行业批量大的加工市场，对于开发一种工作效率高、使根据机床的总体结构方案，考虑到产品的系列化，用方便的中型铣床的需求更为迫切。本文以滕州市喜主要部件采用模块化设计。机床主轴单元、进给系统力机床有限责任公司采用组合设计及结构优化技术成等零部件和机床整机结构利用虚拟技术，通过有限元功开发的XL5030立式升降台铣床为例阐述设计技术建模、仿真等方法进行有效设计。的应用。2．2主传动系统设计主传动

7、系统是铣床传动系统的核心环节J。现阶1项目设计技术研发路线段市面上有地方特色的铣床，主轴转速低J，大部分任何产品的设计都需要考虑很多因素，其中铣床主传动通过齿轮变速，使主轴得到12级45～1300r／min山东省高等学校青年骨干教师国内访问学者资助项目；滕州市2013年科技发展计划项目(201303002)一·市场调研总体方案设计地基图没计ll说明书设计l_零件图设计Il总图设计ll机械结构设计ll部件图设计ll明细表设计ll包装箱设计电器布置图设计IJ电气原理图设计lI电气系统设计lJ电气接线图设计J

8、j电气说明书设计图1设计研发技术路线图范周内不同转速，调速范嗣窄。因主轴是固定不变的，轴向移动，并且主轴铣头可以回转±45。，更是扩大了只有通过操控一【作台的移动来加工物件，因主轴的轴机床的加工范围。向不能实现轴向进给，所以铣床的加范同小，加工调2．3主传动箱内的润滑设计整不方便，效率低。更多铣床主传动箱内的润滑是通过甩油盘来实行图2所示为XLS030立式升降台铣床主传动系统，经飞溅润滑，有时齿轮、轴承润滑不充分，造成齿轮磨损优化设计采用3