关于APDL数控钻床床身轻量化设计和研究.pdf

第 1期 组 合 机 床 与 自动 化 加 工 技 术 NO．1 2012年 1月 ModularM achineTool＆ AutomaticM anufacturingTechnique Jan．2012 文章编号：1001—2265(2012)01—0089—04 基于APDL的数控钻床床身的轻量化设计与研究 刘光浩 ，林若森 ，黄 伟 (1．柳州职业技术学院，柳州 545006；2．广西大学机械工程学院，南宁 535004) 摘要：采用APDL参数化设计语言建立床身的有限元模型，进行有限元分析；然后在床身原来强度和 刚度不变的前提下对其进行轻量设计，结果表明：经轻量化设计后，床身的应力分布趋于更加合理， 重量下降了15．26％，且与立柱接触面的最大变形差从原来的0．016942mm减小到0．014873mm，减 小了接触面的倾覆角。提 高了机床的加工精度。 关键词：APDL；参数化；有限元；轻量化设计 中图分类号 ：TH16；TG65 文献标识码 ：A TheDesign and Research ForCNC DrillingMachinebedAboutreducingW eightBasedonAPDL LIU Guang．hao ，LIN Ruo．sen ，HUANG Wei (1．DepartmentofMechanicalEngineering，LiuzhouVocationalTechnologyInstitute，Liuzhou545006，Chi— tin；2．SchoolofMechanicalEngineering，GuangxiUniversity，Nanning530004，China) Abstract：ThefiniteelementanalysisoftheCNC drillingmachinebedwasmadebyadoptingparametric designlanguageAPDL；andthenthedesignandresearchforCNC drillingmachinebedaboutreducing weightwasmadeundertoguaranteehteoriginalstrength and stiffnessofhtebed．Theresultsshow that htesrtessdistributionofbed ismorereasonableand 15．26％ ofitsweightloss，and htemaximum de— ofrmationdifferencefrom 0．016942mm reducedto0．014873mm ofhtecontactsurfacewiht thecolumn andimprovinghtemachiningperformance． Keywords：APDL；praametric；FEM ；optimaldesign 0 引言 部件在满足刚度 的情况下一般会满足其强度指 标 。床身是有圆孔的筋板式结构，过渡圆角很多， 床身是机床的主要部件 ，它的静态性能对整机 但过渡圆角对结构的变形影响较小 ，不影响分析精 的性能有着重要 的影响，近来有很多的学者对机床 度 ，为此在进行建模时可 以忽略 ，根据上述分析 ， 的床身进行了静动态的结构分析，目前，应用有限元 采用APDL语言实现床身的实体三维模型，如图1所 法对机床的床身、立柱、主轴等主要部件进行静动态 示 。 分析及设计非常广泛 ，如汤文成对车床 的床身进行 了拓扑优化…，彭文利用频率灵敏度分析 的方法对 铣床立柱结构进行了动态优化设计