基于有限元的落地镗铣床滑枕结构设计.pdf

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1、第4期机械设计与制造2012年4月MachineryDesign&Manufacture19文章编号：1001—3997(2012)04—0019—02基于有限元的落地镗铣床滑枕结构设计术石前列吴向东武友德1,2(’西南交通大学机械工程学院，成都610031)(四川工程职业技术学院，德阳618000)StructuraldesignforramofCNCmilling——boringmachinebasedonfiniteelementanalysisSHIQian-lie，wuXiang-dong。，WUYou-de。，(Scho

2、olofMechanicalEngineering，SouthwestJiaotongUniversity，Chengdu610031，China)(~ichuanEngineeringTechnicalCollege，Deyang618000，China)【摘要】为完成四川省德阳市某机械制造有限公司委托开发数控落地镗铣床的项目，从根本上提高TX6916落地镗铣床的动态性能和市场竞争力。针对滑枕内部筋板结构形式，利用有限元法分析了米字型筋板、十字型筋板和x型筋板三种不同筋板结构形式下滑枕的静、动态性能。在选定筋板形式条件下根据外壁板

3、厚度、筋板厚度和内筋板厚度对固有频率的灵敏度分析，选择优化设计变量改进滑枕结构，对改进的结构进行有限元分析并与原有结构相比较，改进结构在静、动态性能都有显著提高。关键词：有限元；结构；灵敏度【Abstract】／nordertocompletethedesigningofmilling-boringmachineprojectforDeyangSichuanJiaLong”hinemanufacturecompanyandimprovethedynamiccharacteristicsandcompetitivenessoftheT

4、X6916CNCmilling-boringmachine．analysisforstaticanddynamicperformanceofrainismadeunder3structuraltypesribssuchrib-segment，cross-shapedandX-t?peribsaimingatrtTlnribsstructure，byusingfiniteelement．Withthestructuralfo，，nofribsbeingchosen．thesensitivityofthenaturalfrequency

5、ofwallthickness，ribthicknessandthethicknessofconcealedribsisanalyzed．Thentheoptimaldesignvariablesareselectedtoimproverqlnstructure，whichwillbeanalyzedbyfiniteelementanalysisandcomparedwithorigi—halstructure．Thusthestructurehasbeenimprovedsignificantlyinstaticanddynami

6、cperformance．Keywords：Finiteelement；Structure；Sensitivity中图分类号：THl6，TG536文献标识码：A静、动态性能的好坏Il_。TX6916型数控落地镗铣床滑枕端面尺寸1引言(440x440)mm，总长2800mm，行程800mrn。其所受动载荷主要为落地镗铣床主要有床身、立柱、滑枕、主轴等部件组成。由滑主轴传递的切削力，根据厂方提供的数据和切削力经验公式，考枕与主轴组成的主轴系统直接参与切削加工，对加_T：精度，虑极端情况，在滑枕底部，Y，方向施加4kN的力。滑枕的约束表面

7、质量和生产率影响很大。随着数控落地镗铣眯I向高精度、有受力图，如网2所示。高刚度、高速度方向发展，对滑枕部件动态特性的要求越来越高，滑枕部件静、动态特f生的分析及其结构参数优化研究就显得越来越重要。结构设计是有限元方法的一部分，相对于以往的经验设计，有限元方法通过对复杂的机床结构的求解，得到机床各点的应力分布和位移，找出机床结构的薄弱环节，加以改进。发挥机床结米字型筋板十字型筋板构的最大潜能，提高机床的静、动态性能。以德阳某机械制造有限图1滑枕内部筋板结构图公司正在生产的TX6916大型数控铣床为研究对象，利用有限元一向方法，通过对

8、滑枕静、动态性能的分析，对滑枕结构进行优化设计。2滑枕内部筋板结构设计2．1滑枕内部筋板结构形式根据以往镗铣床设计经验，滑枕内部的加强筋偏向于米字型筋板设计，还有两种可选的筋板形式为十字型筋板和x型筋图2滑枕的载荷与约束板。三种不同的