摘要：在同步双驱精密卧式加工中心立柱的优化设计中,建立了机床立柱的有限元模型,并对其进行了静力学和模态分析。对机床立柱的几何参数进行动静态特性的灵敏度分析,确定了对立柱动静态特性有较大影响的几何参数。并以它们为优化设计变量,在有限元协同仿真环境下,对机床立柱进行了多目标优化,最终用层次分析法从生成的方案中选出最优解。从而在控制机床立柱重量的前提下,提高了机床立柱的动静态特性。

摘要：为探索提高机床综合性能的新途径,提出了泡沫铝夹芯结构立柱新构型。首先,选取XK714数控机床立柱为原型,运用等刚度设计理论和轻质性设计理论初步设计泡沫铝夹芯结构机床立柱;然后,运用多目标优化设计的方法对泡沫铝夹芯结构机床立柱进行优化设计;最后,对原型立柱和优化前后的泡沫铝夹芯结构立柱的静、动、热态性能及轻质性进行对比分析。结果证明:泡沫铝夹芯结构机床立柱在提高机床立柱乃至整机的静、动、热态性能及轻质性方面的有效性。

摘要：为提高机床立柱静动态性能,对机床立柱筋板结构进行设计,初步筛选出4种优选结构,然后以机床立柱筋板结构,筋板厚度、立柱起吊孔内径为试验因素,以立柱质量、最大耦合变形量、一阶固有频率、最大耦合应力为评估指标,设计了3因素4水平的正交试验。采用灰色关联法和组合赋权法处理有限元仿真数据,综合考虑主观因素与客观因素的影响,得到优化设计的最优参数组合。结果表明,立柱"十"型筋板结构,筋板厚20 mm,起吊孔内径180 mm是最佳参数组合,优化后,在最大耦合变形基本不变的情况下,立柱质量减轻了503 kg,最大耦合应力降低了6%,一阶固有频率也有所增加,轻量化效果显著,拓展了正交试验、组合赋权和灰色关联法的应用范围,为其它机床零部件的设计提供了有益的方法参考。

摘要：为探索提高机床静、动态特性从而满足机械制造向着高精密化、高自动化、高效率等方向发展需求的新途径,以某数控机床立柱为研究原型,设计了玄武岩纤维树脂混凝土(BFPC)机床立柱.应用有限元分析软件ANSYS分析原型立柱和BFPC立柱的静动态特性,得出了其应力-应变分布云图、前6阶模态振型图、固有频率以及谐响应曲线,并将上述结果进行对比分析.结果表明:以BFPC制造机床立柱可在减轻质量的同时提高机床立柱的静、动态特性.

摘要：传统的以铸铁或钢材为主的机床构件的性能优化已接近极值,而高速高精的加工对机床性能的要求进一步提高,树脂混凝土材料在机床基础件中的应用得到了广泛的关注。以CK5116数控机床为例,根据等价截面原则,设计了树脂混凝土材料的立柱模型,应用有限元方法对其进行静态分析、模态分析和谐响应分析,并与传统的铸铁材料机床立柱的分析结果进行对比。结果表明:同铸铁材料机床立柱相比,树脂混凝土材料机床立柱满足了轻量化的设计要求,且静刚度有所提升,其最大响应振幅在X轴、Y轴、Z轴的振幅缩减率依次为:55.18%、77.27%、20.88%。从而证明树脂混凝土机床立柱具有更优越的抗振性能。

摘要：在拓扑优化的基础上,提出根据拓扑优化结果改进筋板布局的方法,并结合案例,构造了基于相对密度法的连续体结构动力学拓扑优化设计数学模型,以结构的相对密度为设计变量,分别以柔度最小化、一阶固有频率最大化为目标和两者结合的多目标进行拓扑优化。在采用多目标优化时,对两个目标用加权和方法进行折衷处理,通过设置权值来确定两者在优化中所起作用大小。优化后得出不同的密度云图,根据密度云图所示材料分部,改进筋板布局,达到提高机床动、静态特性的目的。

摘要：为探索提高机床静、动、热态性能和轻量化从而满足机械制造向着高效率、高精度和高自动化程度方向发展需求的新途径,以某立式加工中心的立柱为研究原型,以满足刚度要求和轻量化为约束条件,设计了玄武岩纤维树脂混凝土（BFPC）填充结构机床立柱。利用ANSYS软件对两种结构立柱的静、动、热态性能进行仿真分析,对其轻量化及所需铸铁量进行计算。并将其结果进行对比分析,结果表明,BFPC填充结构机床立柱可在保证轻量化的同时提高机床静、动及热态性能,并有利于实现机床制造的节能减排和绿色环保。

摘要：为深入研究提高机床静、动态特性,提出采用钢-聚丙烯纤维增强人造花岗岩材料制作机床立柱。以某数控机床铸铁立柱为原型设计SPFG机床立柱结构,通过平行轴理论计算原型铸铁立柱与SPFG立柱的惯性矩,应用ANSYS Workbench软件分析原型铸铁立柱与SPFG立柱的静、动态特性,结果表明:相对于传统铸铁材料,SPFG材料机床静动态特性有显著提高。采用拓扑优化与尺寸优化方法对SPFG立柱进行两级综合优化,结果表明:相对于原型立柱,SPFG立柱质量减轻4.5%,最大应力减小72%,变形位移减小25%,一阶固有频率提升27%,抗弯刚度系数提升了40%,在保证轻量化的前提下,SPFG立柱能显著提升机床立柱静动态特性。

摘要：针对机床立柱与床身接触刚度复杂,在有限元建模时边界条件难以确定,会导致机床立柱有限元模态分析结果与模态试验结果存在偏差的问题,通过响应面法与粒子群优化算法组合的方法修正机床立柱的动力学模型。以SKGC-500剐齿机床立柱为研究对象,将立柱与床身之间的导轨连接处理成弹簧阻尼单元,设计变量选择法向刚度和切向刚度。用正交试验设计方法选择有限元分析样本点并拟合二阶多项式响应面模型,建立以固有频率最小二乘法为目标函数,以接触刚度为约束条件的优化模型,用粒子群优化算法对固有频率最小二乘进行优化。结果表明,修正后的立柱动力学模型与实际固有频率有更好的一致性。

摘要：以机床立柱为研究对象,通过分析立柱的结构特点,制定出初步的铸造工艺方案,运用数值模拟软件ProCAST对初步工艺方案进行模拟,根据结果对缺陷部位产生的原因进行分析并给出优化方案.优化后的模拟结果表明,立柱主要工作部位的缺陷明显减少并且完全满足立柱的使用要求.运用模拟仿真软件ProCAST对立柱的铸造工艺进行优化,可以有效降低工厂的生产成本,而且立柱质量的改善、铸造工艺的科学性与合理性都可以得到有效的保障.