机床床身结构综合优化设计技术

摘要：

针对目前常用的内部布置加筋板的箱型床身结构,提出一种同时考虑床身结构的动静态刚度和经济性的综合优化技术.由于床身结构的动静态刚度和质量与支撑垫铁的位置、内部加强筋板布局以及各构件的厚度尺寸有关,提出的综合优化设计技术包括以下3个层次:首先以结构的最大静动态刚度最优为设计目标,对床身结构的垫铁位置进行优化;其次在多工况情况下,以结构的最大静态刚度最优为设计目标,对床身结构的内部加筋板布局进行优化;最后以结构质量最小,以结构的动静态刚度为约束条件,对构件的尺寸进行优化.优化结构表明,采用提出的设计方法,在床身结构质量减小24.48％的情况下,结构的一阶固有频率提高7.83％,结构的导轨静变形有所变差,中间段偏离零线0.5μrm左右,但并不影响加工精度,可通过预修正来抵消变形,说明了提出的设计方法的有效性.

关键词：机床床身、动静态性能、轻量化、拓扑优化、尺寸优化

分类号：TH122

资助基金：国家自然科学基金;国家自然科学基金;上海市教委科研创新重点项目

在线出版日期：2016-04-14（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共6页

页码：73-77,82