今天小編給大家介紹一下怎么優(yōu)化立式加工中心關鍵部件：
立式加工中心是高檔數(shù)控機床設備中加工效率最高、加工批量化程度最大,在有色金屬和難加工材料零件的生產(chǎn)中應用最廣泛的高檔數(shù)控機床之一。隨著高速加工中心加工精度和加工效率的提高,關鍵部件的動靜特性成為制約高水平加工中心的重要指標,關鍵部件的結構優(yōu)化成為提高其動靜特性的重要途徑。本文的主要目標是針對高速立式加工中心的結構特點,對關鍵部件進行必要的結構優(yōu)化以提升整機性能。本文首先對國內(nèi)外在結構優(yōu)化方面的最新進展進行了介紹,并對結構優(yōu)化技術應用到機床行業(yè)情況進行了總結。根據(jù)加工中心設計的具體情況,著重闡述了利用結構優(yōu)化技術提升高速立式加工中心關鍵部件性能的必要性。隨后對優(yōu)化驅動技術和有限元優(yōu)化分析的基本思路進行了簡要闡述,并簡要介紹了有限元分析軟件ANSYS Workbench和Hyperworks,對結構拓撲優(yōu)化的過程進行了介紹。
根據(jù)有限元分析基本理論并結合高速立式加工中心的具體特點,提出了適用于高速立式加工中心的有限元分析方法,包括基于裝配體的分析方法和復雜邊界條件的設置等,通過合理設置邊界條件達到充分模擬現(xiàn)場工況的要求。然后對高速立式加工中心的關鍵部件進行了詳細的有限元分析,得到關鍵部件的位移云圖、應力云圖和模態(tài)云圖,為后續(xù)的優(yōu)化分析提供了依據(jù)。依據(jù)尺寸優(yōu)化的特點和具體優(yōu)化過程,首先利用基于靈敏度分析的尺寸選擇技術對關鍵尺寸進行了篩選,找到對關鍵部件動靜特性影響較大的參數(shù);然后對關鍵部件進行了以減輕自身質(zhì)量為目標的基于目標驅動技術的多目標尺寸優(yōu)化設計。利用優(yōu)化后尺寸對模型進行重建,通過對關鍵部件優(yōu)化前后的有限元分析結果進行對比,查看優(yōu)化效果并指導關鍵部件的改進設計。最后為了能夠進一步完善關鍵部件的結構,利用Hyperworks中的Optistruct模塊對關鍵部件進行拓撲優(yōu)化。本文針對高速立式加工中心各個關鍵部件的具體特點,對滿足板殼結構的模型進行了板殼模型重建工作,然后分別利用實體模型和板殼模型對關鍵部件進行了基于變密度法的拓撲優(yōu)化分析,得到了較為理想的拓撲結構,并指導了關鍵部件的改進設計等工作。
立式加工中心是指主軸軸線與工作臺垂直設置的加工中心，主立式加工中心機要適用于加工板類、盤類、模具及小型殼體類復雜零件。立式加工中心能完成銑、鏜削、鉆削、攻螺紋和用切削螺紋等工序。立式加工中心最少是三軸二聯(lián)動，一般可實現(xiàn)三軸三聯(lián)動。有的可進行五軸、六軸控制。立式加工中心立柱高度是有限的，對箱體類工件加工范圍要減少，這是立式加工中心的缺點。但立式加工中心工件裝夾、定位方便;刃具運動軌跡易觀察，調(diào)試程序檢查測量方便，可及時發(fā)現(xiàn)問題，進行停機處理或修改;冷卻條件易建立，切削液能直接到達刀具和加工表面;三個坐標軸與笛卡兒坐標系吻合，感覺直觀與圖樣視角一致，切屑易排除和掉落，避免劃傷加工過的表面。與相應的臥式加工中心相比，結構簡單，占地面積較小，價格較低。
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