基于拓扑优化的高速精密数控车床床鞍设计

摘要：

为满足现代数控机床的高精度、高效率、高速度要求,提高机床基础部件的静、动态性能及轻量化设计,基于有限元拓扑优化方法,以ADGM高速精密数控机床关键部件床鞍为对象,对其结构进行了优化设计.首先基于变密度法建立以床鞍质量为目标函数,静刚度和固有频率为约束的拓扑优化数学模型,然后依据拓扑优化结果获得床鞍最佳结构布局;最后在床鞍最佳布局基础上,按照真实设计需求形成工程设计方案,并完成床鞍的整体设计.结果表明,与原有设计方案相比,新设计方案在床鞍质量减少13％的情况下,最大位移降低幅度超过6％,床鞍一阶固有频率提高8％,床鞍二阶固有频率提高7％,床鞍三阶固有频率提高6.7％.验证了上述方法的有效性,为机床基础部件设计提供了理论依据.

关键词：床鞍、结构设计、固有频率、拓扑优化

所属期刊栏目：39

分类号：TH113

资助基金：国家科技重大专项2012ZX04005-021,2011ZX04002-132资助.The project supported by National Science and Technology Major Project 2012ZX04005-021,2011ZX04002-132

在线出版日期：2017-05-25（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共5页

页码：316-320