高效立式加工中心立柱静动态分析与结构优化


 1.立柱结构模型的建立

    通过三维空间实体建模 制作PC软件 Solidworks 建设粗加工重心立柱加数化实体建模 与此并且成了能方便简洁地在进行型式研究时得见合理有效地求算结杲 并且又能衡量研究运行速度或研究精确 第一二元对立柱实体建模 进行型式要学会简化法 擦掉立柱型式中对研究影响力好大的凸台 螺牙孔或倒角 借以得见要学会简化法的立柱加数化实体建模

2.立柱静 动态展示性能参数了解
    (1)单无排序及网格划定
     立柱的技术指标因素 资料为 HT250 各向同性恋者 物料竖直 柔软性模量 130 GPa 泊松比 =0.25 密度计算=7.4 g/mm3在手工加工主立柱的构成多样化 那么网格分为将用 Solidworks Simulation 前脸格智慧分为的办法 另外为了够够减小象限平均 提升 深入分析线速度 所用高品質象限 分为后点位平均为 93 626 象限数为52 494

    (2)立柱的冗余分享
     静态变量讲解是计算出来在放置剪力意义下结构类型造成的位移 力矩或应力应变 然而不必须要来考虑空气阻力和阻尼的后果 在 使用非常有限元讲解时定义施加压力在立柱顶端与床身沾染的 4 个椭圆形区域性 立柱所受到上班剪力主耍是设备主轴箱的推力和钻削力 以钻孔设备为关键情况 立柱支撑力如下图 2 随时 沿 轴放向的剪力都为 1= 2=177.9 N 3= 4=233.1 N 沿 轴放向的剪力都为 1= 2=277.1 N 3= 4=-266.1 N 或沿 轴放向的剪力 =271.4 N

     将数子化对模型导进 Solidworks Simulation 便可展开求得运算 求得后的立柱位移云图下图 3 图 4
所显示 由图 3 图 4 也不错看出来 向位移变动量较大其较大磨损量为 6.55e-4 mm 如果会发生在立柱的维持壁里 而 向磨损较小 也不错依赖 因为也不错确认该变肋板厚 立柱厚度或该变肋板平面布置来加快立柱的硬度

    (3)立柱的动态性分折
     信息信息图信息能探讨需要反应出的格局特征特征的 个震动耐腐蚀性参数叁数设置 即一直有规律和振型 这 个耐腐蚀性参数是信息信息图信息探讨中 个为重要的叁数设置 因在信息信息图信息能探讨中与超载负荷不是 最后能够 积极阐述的格局特征特征耐腐蚀性参数 如果需要从探讨毕竟中看得出其的格局特征特征的欠缺流程 最后为的格局特征特征优化提升带来重要依据模态探讨中该立柱的干涉释放在立柱侧面与床身沾染的 个长方形区 立柱的震动是由各阶振型的直线放大 其低阶振型比低阶振型决定性大 越想低阶决定性越大 低阶振型相互依存柱的信息信息图信息能出决定耐腐蚀性力 如此 取立柱的前 阶模态振型确定信息信息图信息能探讨将加数化三维模型和干涉添加 Solidworks Simulation便可确定求根运算 运转计算方式后 可要到立柱的前 5阶一直有规律和振型
      由图 5 图 9推测 前 阶之前频点分别是为 146.48Hz 164.43 Hz 300.59 Hz 434.27 Hz 446.24 Hz 第 1
阶振型重要现象为立柱上半部沿 轴左右转动高频高频振动幅度大式 第 2阶振型重要现象为立柱上半部沿 轴左右转动高频高频振动幅度大式 第 3阶振型重要现象为立柱沿 轴扭曲高频高频振动幅度大式 第 4 阶振型重要现象为在当中窗户这部分做内凹高频高频振动幅度大式 第 5 阶

 

振型比如于第四阶振型 。看不见第5、第2、第4阶振 型为边缘振荡  ,而第四、第5振型为整个振荡 。第5、 第2阶振型的本身频次较低  ,可利用增强立柱强度 来从而提高的动态性性能方面 。

 

3立柱构造叁数整合

 

能够 对手工加工平爱游戏(ayx)柱的静、的静态能力剖析可预知  , 其影响力影响因素最主要的有立柱的硬度、进给箱的总重、情况、 切割荷载和立柱原材料等 。若持续改善立柱的静、的静态性 能  ,最合理的形式就是说提供立柱的硬度 。

 

(1)立柱设计构思规划真实定

 

立柱的刚度系数与载面积积形壮和大小相关的英文  ,而印象立 柱的载面积积形壮和大小原则一大堆  ,选择载面积积形壮和尺 寸较好的立柱  ,就被选为这件十分烦杂的本职作业 。分为 正交试验检测装置法  ,就会有变低试验检测装置2次  ,而提高其他不 必需的本职作业量 。

 

①使用立柱焊接钢管壁厚、肋板厚、顶端打开窗子规模作 正交试验报告的3个基本要素;②会按照每一个设计构思叁数的面积 内选着3个各种级别的值;③选购正交检测表L9(34)  , 就此明确9个正交设定方法如表1已知 。

 

1 正交经过多次实验发现方案设计

 

校正号

 

焊接钢管壁厚

 

/mm

 

肋板厚

 

/mm

 

开窗子各个

 

/mm2

 

磨损量

 

/mm

 

1阶率 /Hz

 

1

 

18

 

14

 

100x280

 

7.22e-4

 

142.79

 

2

 

18

 

16

 

120x300

 

7.11e-4

 

143.44

 

3

 

18

 

18

 

140x320

 

7.02e-4

 

143.99

 

4

 

20

 

14

 

120x300

 

6.69e-4

 

145.88

 

5

 

20

 

16

 

140x320

 

6.57e-4

 

146.35

 

6

 

20

 

18

 

100x280

 

6.64e-4

 

145.94

 

7

 

22

 

14

 

140x320

 

6.23e-4

 

148.24

 

8

 

22

 

16

 

100x280

 

6.29e-4

 

147.49

 

9

 

22

 

18

 

120x300

 

6.22e-4

 

147.82

 


 

 

用途Solidworks分开建设9个方案范文的立柱数字8化 模型工具  ,其次导出来较少兀研究分析軟件Solidworks Simulation 开始求根运算  ,确定9个设计方案立柱的声音态形态分 析成果即变化量与1阶频带宽度如表1一样 。

 

(2)     立柱性能指标多关键模糊不清调优

 

多指标发暗简化学说是在鉴于近似计算各单指标 现象理想解的框架上互惠互利多指标最有效的解   ,也就能够充足 做到其中间的充分相互影响  ,也就能够最好地充分考虑个目 标  ,且各指标中间的对比比较至关重要也就能够在权数恰当 做到 。

为了能让一体化考虑的各各种因素对立统一柱结构的的应响  ,现以 看不清楚一体化好评值最为一体化好评指標 。以变形几率量、1阶 的频率为好评指標集^=|匕  , 。以正交冲击试验设计的制作的 9个设计的制作预案为好评男朋友集  ,D=|di  ,d2   ,…  ,本! 。保持 评议指標集U对评定级V的归属指数指数函数  ,使表明归属 指数指数函数核算得以的归属度值的各个与该指数公式在整体评分中的很指导作用相适于  ,所属方程为有界方程 。

 

2单质量指标的现属度值和看不清綜合评估值

 

 

 

管厚

 

/mm

 

C1

 

肋板厚

 

/mm

 

C2

 

开天窗深浅 /mm

 

C3

 

发生形变

 

 

r1n

 

1

 

頻率

 

标准化

 

评介值

 

bn

 

1

 

18

 

14

 

100x280

 

0.00

 

0.000 0

 

0.000 0

 

2

 

18

 

16

 

120x300

 

0.11

 

0.119 3

 

0.1147

 

3

 

18

 

18

 

140x320

 

0.20

 

0.220 2

 

0.210 1

 

4

 

20

 

14

 

120x300

 

0.53

 

0.567 0

 

0.548 5

 

5

 

20

 

16

 

140x320

 

0.65

 

0.653 2

 

0.651 6

 

6

 

20

 

18

 

100x280

 

0.58

 

0.578 0

 

0.579 0

 

7

 

22

 

14

 

140x320

 

0.99

 

1.000 0

 

0.995 0

 

8

 

22

 

16

 

100x280

 

0.93

 

0.862 4

 

0.896 2

 

9

 

22

 

18

 

120x300

 

1.00

 

0.923 0

 

0.961 5

 


 

 

A是以标集U上的不清子集   ,被称为权数值左右 集  ,它反映落实各依据的必要水平 。在立柱规划中  ,变型 量和1阶几率就直接的影响其精加工的精度等级  ,各取权数值为 0.5 。因而不清子集A肯定为:A=|0.5/Y1  ,0.5/Y2l  ,简 记为:A=|0.5,0.5! 。

 

在评议集V上引进一个模湖子集B  ,称呼品评 级  ,它的很糊品评B=|b1  ,b2,…  ,b9!  ,由很糊矩阵的值R 与权数划分集A经损坏调换得出:B=AoR 。损坏运 算技巧有很多  ,使用M(.  ,+ )算子对B=AoR做模 糊更改  ,获得综合管理评定看不清子集B的所属度b„   ,即 模模糊糊一体化评估值  ,如表2图示 。

 

由主不确定性浅析算起  ,能知3个的设计指标对立统一柱 综和能的引响的程度从大到小循序为管厚、表层开 窗的面积大小、肋板厚;由两原则间的数据通讯不确定性分折可 知  ,管厚与打开窗户的面积大小的数据通讯不确定性最主要;由都是原则 各总体水平方向组合搭配组合的数据通讯不确定性浅析能知  ,在都是会的3 种原则各总体水平方向组合搭配组合中  ,管厚22 mm、肋板厚18 mm、开 窗面积大小140 mmx320 mm对基础性评议值的应响大 。 那么在充分考虑交互技术帮助实际情况下  ,这一运作结合得见的 基础性评议值最好的选择 。

 

(2)     升级优化后立柱节构效能探讨

 

给出模糊不清综和评判值好一点的立柱制作参数设置:壁

 

厚22 mm、肋板厚18 mm、开窗子尺寸大小140 mmx320 mm  , 操作Solidworks创建该解决方案的立柱阿拉伯智能化模式化  ,并 导出有限公司英文兀定性分析游戏Solidworks Simulation中来进行 较少兀静、动态的功能讲解 。

 

依据提升前、后立柱成分的是有限的元探讨可是  , 将最大化形变量、1阶本身声音频率以下几个最沉要的指标体系汇 总如表3随时 。

由表3最终认为  ,整合后的立柱构造与整合前设计设计最大程度位移减很小 6%  ,1阶原有速度提升了1.2%  。

 

表3立柱调整左右规划预案静动图了解但是比效

 

方案格式

 

 

僵板频繁/Hz

 

 

位移

 

/mm

 

1

 

2

 

3

 

4

 

5

 

原制定

 

146.48

 

164.43

 

300.59

 

434.27

 

446.24

 

6.55e-4

 

提升后

 

148.22

 

165.52

 

303.29

 

439.74

 

445.36

 

6.16e-4

 

变动量

 

1.74

 

1.09

 

2.7

 

5.47

 

-0.88

 

-3.9e-5

 

%

 

1.2

 

0.6

 

0.9

 

1.3

 

-0.2

 

-6


 4结语

应运Simulation限制元定量分析手机软件  ,对所规划的 高效化柜式加工处理基地立柱开始了静、动图功能剖析  , 拥有了立柱再不同放向上的载荷倾斜  ,进行相对柱 的本身次数及振型的了解  ,拿到了立柱的gif动态基本特征 叁数 。宗合通过正交经过多次实验发现设计、看不清楚高中数学和不多元 解析的理论  ,对立面柱的结构类型参数指标对其进行了多指标朦胧优 化 。深入分析呈现   ,借助Soildworks Simulation非常有限元分析策略对处理中心的立柱参与静、信息因素分析一下  ,能够 快能够地知道立柱型式基本参数的最好方式  ,还缩短产 品的做实验的时候时间间隔并且 广泛的做实验的时候和计算出作业  ,为数控 型式优化方案设计的出示半个种新的前提条件 。

 
 
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