【摘要】：目的以紙盒生產(chǎn)設備主軸裝置為研究對象,研究紙盒生產(chǎn)過程中誤差精度的控制方法。方法通過分析主軸裝置在紙盒生產(chǎn)中的工藝要求和結構特點,提取主軸裝置模型的主要參數(shù)作為設計變量,應用Workbench軟件的響應曲面優(yōu)化和拓撲結構優(yōu)化這2個模塊對主軸裝置的靜剛度和質量參數(shù)進行優(yōu)化。結果將優(yōu)化結果應用于生產(chǎn)實際中,不僅提高了該裝置的靜剛度,而且減輕了質量,也將紙盒生產(chǎn)誤差精度控制在0.2 mm內。結論為紙盒生產(chǎn)設備主軸裝置的設計和優(yōu)化提供了一種新的方法。
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圖片說明： ·164·包裝工程2017年9月優(yōu)化，使其在精度要求上和經(jīng)濟效益上達到最優(yōu)。1主軸裝置的結構及分析主軸裝置在紙盒生產(chǎn)設備中應具有良好的裝夾功能及運動功能，更重要的是要達到較高的定位精度。通過SolidWorks軟件建立主軸裝置的結構模型，各零部件相互間通過螺栓連接，見圖1。主軸裝置包括升降裝夾部套、立板、加強筋、支撐臂這4部分，裝夾功能和運動功能主要由升降裝夾部套實現(xiàn)，高要求的定位精度主要靠主軸裝置來保證。升降裝夾部套可沿z軸方向上下運動，圖1所示為升降裝夾部套位于上下運動行程最低點時的狀態(tài)。在實際生產(chǎn)要求中，紙盒的生產(chǎn)誤差精度決定著成品紙盒的美觀度以及工藝性效果，其設計數(shù)值應當嚴格控制在0.2mm以內，即將B點的誤差精度要求為0.2mm作為關鍵設計參數(shù)。圖1主軸裝置的結構模型Fig.1Thestructuremodelofthemainshaftdevice主軸裝置的誤差精度受到多方面的影響，主要由主軸裝置剛度、升降裝夾部套的安裝垂直度、各加工件的加工精度等因素決定，在此主要考慮和分析主軸裝置對誤差精度的影響。主軸裝置中升降裝夾部套受到z軸正方向的載荷力F（圖1），此時可將升降裝夾部套和立板視為一個整體，在只考慮y軸方向位移變化的前提下，支撐臂右端是固定不動的，圖1的力學模型可簡化為圖2所示的懸臂梁結構。其特點是，主軸裝置受力F后，支撐臂產(chǎn)生彎曲變形，升降裝夾部套和立板構成的整體隨支撐臂發(fā)生旋轉，其沿y軸方向的位移主要由支撐臂的彎曲變形導致，由幾何知識可得：sA/lA=sB/lB(1)式中：lA，lB分別是A點和B點在z軸方向上投影點坐標的數(shù)值；sA是A點在y軸方向的位移偏差；sB是B點在y軸方向的位移偏差。綜上所述，，B點的誤差精度為0.2mm是指sB的數(shù)值為0.2mm，但s
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