【摘要】：為了實(shí)現(xiàn)機(jī)床關(guān)鍵部件的多目標(biāo)優(yōu)化設(shè)計(jì),以一種高速精密數(shù)控車床的床鞍為研究對象,采用靈敏度分析和試驗(yàn)分析方法,研究床鞍結(jié)構(gòu)參數(shù)對床鞍動(dòng)態(tài)特性的影響規(guī)律;以床鞍的前兩階固有頻率和質(zhì)量為優(yōu)化目標(biāo),以導(dǎo)軌懸伸長度、導(dǎo)軌跨距和滑塊間距為設(shè)計(jì)變量,建立多目標(biāo)優(yōu)化方程;運(yùn)用粒子群算法和模糊綜合評判法得到最優(yōu)解。優(yōu)化后,床鞍的一階固有頻率提高33%,二階固有頻率提高4.13%,床鞍質(zhì)量減輕7.76%。優(yōu)化結(jié)果表明所提優(yōu)化方法是可行的,為床鞍的優(yōu)化設(shè)計(jì)提供了理論依據(jù)。
【圖文】：

第１１期段明德等：高速精密數(shù)控車床床鞍結(jié)構(gòu)參數(shù)多目標(biāo)優(yōu)化表２初始設(shè)計(jì)床鞍１階～３階固有頻率和相應(yīng)振型階數(shù)固有頻率／Ｈｚ振型表述１３００．９床鞍尾架在Ｙ方向上擺動(dòng)２５２０．８床鞍尾架繞Ｘ軸扭動(dòng)及下拖板在Ｙ方向上擺動(dòng)３５４９．５在Ｙ方向上關(guān)于Ｘ軸對稱彎曲由表２的模態(tài)分析結(jié)果可以看出，，床鞍的前三階固有頻率均在３００Ｈｚ以上，床鞍具備一定的低階固有頻率，但為了避免床鞍的固有頻率與外界激勵(lì)頻率耦合發(fā)生共振，致使工件表面形成加工振紋而影響加工的精度和效率，需要對床鞍的結(jié)構(gòu)進(jìn)行進(jìn)一步優(yōu)化設(shè)計(jì)，以使床鞍的固有頻率遠(yuǎn)離激振頻率，為機(jī)床的提速預(yù)留空間。對比前三階固有頻率的分析結(jié)果可以看出，低階模態(tài)頻率（３００．９Ｈｚ）對床鞍結(jié)構(gòu)動(dòng)力性能的影響遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于高階模態(tài)（５４９．５Ｈｚ），因此本文略去對床鞍高階模態(tài)的描述，以床鞍的前兩階固有頻率ｆ１、ｆ２和質(zhì)量ｍ作為床鞍的優(yōu)化目標(biāo)，對床鞍結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。２設(shè)計(jì)變量的選取為保證床鞍的動(dòng)態(tài)特性，本文提出一種基于靈敏度［９－１０］分析來指導(dǎo)床鞍部件優(yōu)化設(shè)計(jì)的方法。所謂靈敏度分析是指輸出變化對周圍條件變化的敏感程度，其數(shù)學(xué)意義為：對于函數(shù)ｇ＝ｇ（ｘ１，ｘ２，…，ｘｎ），函數(shù)值ｇ對變量ｘｉ變化的靈敏程度，即Ｓｉ＝

本文編號(hào)：2519892