高精度拉床动特性分析与结构优化研究

论文摘要

针对动载荷导致拉床加工精度降低的问题,在确定拉床结构的自振频率和相应振型基础上,对其结构进行了优化设计,提高了结构系统的动力学性能,从而提高了拉床加工精度。首先构建了该拉床的数字化仿真设计模型,得出了拉床的主要阶模态和瞬态响应,瞬态响应选取选择拉床上3个典型位置(床台顶部、主溜板顶端、液压缸顶端)进行了计算,并主要计算了在拉削时由于冲击载荷的作用而产生的加速度瞬态响应;根据模态分析和瞬态分析结果,选取均匀法对拉床结构进行了拓扑优化设计,优化时设置了5项结构拓扑优化指标,最终得到了拉床的综合结构优化设计方案;在此基础上,搭建了优化后的拉床原型系统及实验测试平台,并对该拉床进行了实验测试。测试及研究结果表明:优化后拉床质量减轻了15%,拉削点的位移从0. 168 mm降低至0. 152 mm,位移量减少了10%,提高了加工精度。

论文目录

• 0 引言
• 1 拉床基本结构及工作方式
• 2 动态特性分析
•   2.1 边界条件及外载荷施加
•   2.2 拉床模态分析
•   2.3 拉床瞬态响应分析
• 3 结构拓扑优化设计
•   3.1 均匀化结构拓扑优化设计
•   3.2 结构拓扑优化指标设置
•   3.3 拓扑优化计算结果分析
•   3.4 结构优化设计方案
• 4 实验验证
• 5 结束语

文章来源

类型: 期刊论文

作者: 陈国金,林绿高,龚友平,陈昌,袁以明

关键词: 拉床,动特性分析,拓扑结构优化

来源: 机电工程 2019年02期

年度: 2019

分类: 工程科技Ⅱ辑,工程科技Ⅰ辑

专业: 金属学及金属工艺

单位: 杭州电子科技大学机械工程学院,浙江畅尔智能装备股份有限公司

基金: 国家自然科学基金资助项目(51675148),浙江省重点研发计划资助项目(2018C01021)

分类号: TG57

页码: 153-157

总页数: 5

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