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闸阀复合加工中心滑枕的优化设计

 发布时间:2021-09-27 点击量:49
   闸阀复合加工中心的工作台基本上是长方形的。工作台、床身、立柱、横梁和滑枕等大铸件采用铸铁或者焊接件,铸件内腔系蜂巢式复合排列结构,设计先进,均经时效及二次回火处理,消除残留内应力使材质稳定,确保工件加工精度的稳定及机床寿命。
  复合加工中心的滑枕从结构上可分为开式和闭式两种型式。开式结构的滑枕通过压板夹紧在主轴箱上,滑枕的截面积大;闭式结构的滑枕被夹紧在主轴箱内,滑枕的截面积小。
  滑枕外部与其它零件装配面比较多,主要包括主轴箱滑块安装面、滑枕上下滑块安装面、电机安装面,在拓扑优化中将这些面分离出来作为非优化区,以保证优化后的结构能够与其他零件正常装配。滑枕内部结构应设计成筋板结构,在保证强度和刚度足够的条件下减轻滑枕的重量。
  通过对滑枕初步分析发现,滑枕上部变形比下部稍大,说明上部刚度偏弱,因此适当增加上半部内部筋板的厚度。将滑枕的内部都规定为设计区域,设定拓扑结构的极限尺寸,以滑枕的最大变形为约束条件,质量小为目标,通过软件分析求解得到拓扑优化结果,从拓扑结果中很容易看出内部筋板设计思路还有哪些地方可以去除材料。
  对闸阀复合加工中心滑枕的结构进行有限元分析,在软件中对滑枕结构进行拓扑优化设计,获得优化的滑枕结构。最后对优化后的滑枕进行验证分析,结果表明优化后的滑枕结构刚度更高,重量更轻,节约原材料的使用,降低设计开发周期和经济成本,为后期对滑枕的进一步设计提供理论基础。
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