关于有限元非圆截面零件数控车床优化设计.pdf

· 信息技术 · 刘峻 ·基于有限元的非圆截面零件数控车床优化设计 基于有限元的非圆截面零件数控车床优化设计 刘峻 (江海职业技术学院，江苏扬州 225101) 摘 要：在对非圆截面零件数控车床模型提 出简化处理基础上，运用Pro／E软件对数控车床 进行实体建模 ，导入 ABAQUS中建立数控车床床身及整机的有限元模型，对数控车床的有限 元模型进行了床身的应力、位移分析，为结构优化提供 了基础。根据数控车床床身的有限元 分析结果，对数控车床的床身结构进行了优化。优化后的静力分析结果表 明：数控车床床身 的最大应力和最大位移均降低 ，、Y、z3个方向的刚度得到了较均匀的分布 ，达到了优化设计 的 目的 。 关键词：数控车床；有限元法；优化设计 中图分类号 ：TH122；TBI15．1 文献标志码 ：B 文章编号：1671·5276(2014)02—0135—04 OptimalDesignofNon-circularCross’—sectionParts ofCNC LatheBasedonFiniteElement LIUJun (JianghaiPolyteehnicCollege，Yangzhou225101，China) Abstract：Pro ／E softwareisusedtoestabishthesolidmodelofthenon-circularcross-sectionofCNC lathe．Basedonitssimpified model，ABAQUS isledintocreateafiniteelementmodelofthebedandthewholeofCNC latheanditsstressanddisplacementare analyzed．Theresultprovidesthebasisforthestructuraloptimization．Theresultsoftheoptimizedstaticanalysisshow thatthemaxi- mum stressanddisplacementoftheCNC lathebedarelowered，Thestiffnessesinthedirectionsof ，andzareunifOrn1．Itachieves thegoaloftheoptimizationdesign． Keywords：CNC lathe ；finiteelementmethod；optimizationdesign 对非圆截面零件数控车床结构进行优化设计。 0 引言 1 非圆截面零件数控车床模型的 非圆截面零件成形技术通常有三种途径 ¨j：直接成 简化 形法 ，如铸、锻、冲压成形等 ；特种加工法 ，如采用线切 割、电火花、激光加工成形等；运动合成切削加工成形 在进行有限元分析时，为了保证计算的准确性以及减 法 ，如通过车、铣 、刨 、磨等切削成形。其中，直接成形法 小计算规模 ，首先应在尽可能如实地反映非圆截面零件数 制造精度较低，表面粗糙度值较大，常作为毛坯制作 的 控车床结构主要力学特性的前提下，尽量简化非圆截面零 手段。特种加工法因效率低 、成本高且不能加工轴向截 件数控车床结构的几何模型，以便有限元模型采用较少的 面形状复杂的非圆截面零件而使其应用受到一定限制。 单元和较简单的单元形态。 运动合成法切削加工是获得高精度非圆截面零件 的主 对于承载件应尽量保留其原结构形状和位置，才能比 要途径 。 较真实反映非圆截面零件数控车床的应力分布和动态特 车、铣、磨、刨等加工工艺是最常见的运动合成加工方 性。