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TK6920超重型数控落地铣镗床主轴箱的优化设计研究

杨岩  
【摘要】:在装备制造业中,重型机床是不可或缺的母机和设备。主轴箱是重型机床加工生产过程中非常重要的一个环节,在保证加工精度、提高生产效率方面起着举足轻重的作用。在机械加工中,传统的主轴箱的主轴转速、重复定位精度、可靠性方面都与国外存在一定差距,难以保证产品质量。因此,优化主轴箱设计已成为重型机床的重点考虑问题之一。TK6920大型数控铣镗床是我国较为先进的一种具备多功能型机械加工设备。在本研究中,主要对TK6920超重型数控铣镗床主轴箱等重要部位的设计优化进行研究。在用Solidworks软件对TK6920超重型数控落地铣镗床进行三维建模的基础上,借助ANSYS,通过静力学分析主轴箱,关于强度和刚度进行研究,分析其合理性。其次用模态分析的方法对主轴箱进行动态特性分析,获得其固有的特性(固有频率和振型)。然后对主轴箱的结构进行优化设计,构建结构优化设计的模型,建立相应的数学模型,合理选择相应的计算方法,编制优化程序。将具体的实际问题转换成相应的数学问题,并且通过构建数学模型的方式来明晰相关的优化设计过程,理解和分析建模过程中最重要的三个元素。经过合理的优化后,既明显提高了主轴箱结构的刚度,又减轻了重量。以上研究成果不仅符合了设计要求,在结构上合理优化了主轴箱,还对性能有了显著的改善。


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