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前言：

近年來，隨著計算機技術(shù)和數(shù)控技術(shù)的高速發(fā)展，并聯(lián)式數(shù)控機床作為一種新型機床越來越受到人們的重視，同時也相繼研發(fā)出一系列并聯(lián)機床樣機，而其精度問題一直是該類機床實用化道路上的瓶頸由于該類機床的各項運動支鏈是由兩端鉸鏈和主運動副串聯(lián)而成，其誤差控制難度非常大［1－2 ］從精度分配的角度，留給機身環(huán)節(jié)的允許誤差非常有限，因此機身的設(shè)計和精度提高具有重要意義

機架是機床的關(guān)鍵部件之一，其靜動態(tài)性能對機床的加工精度和效率起著至關(guān)重要的影響［3 ］，床身的靜動態(tài)性能集中體現(xiàn)在靜力學性能以及低階模態(tài)特性上［4 ］通常情況下，在進行動態(tài)分析之前必須保證結(jié)構(gòu)在靜力作用下有很好的性能，即靜剛度需滿足設(shè)計要求以 ANSYSWorkbench 有限元分析軟件為平臺，利用有限元方法對 C形機架的中間立柱進行靜力學仿真，對仿真結(jié)果進行分析與評估，判定立柱結(jié)構(gòu)設(shè)計的合理性，并運用 ANSYSWorkbench 的Design Exploration 模塊對立柱進行多目標驅(qū)動優(yōu)化，使其在靜態(tài)性能上和經(jīng)濟上達到最優(yōu)

1 C 形機架結(jié)構(gòu)設(shè)計

為使 C 形龍門架并聯(lián)數(shù)控機床在大加工空間內(nèi)具有良好的綜合性能，要求其機架－C 形龍門架必須有高剛度和高動態(tài)性能［5 ］通過 SolidWorks 建立的并聯(lián)式加工中心三維結(jié)構(gòu)模型( 圖 1) 所示，其中 C 形機架主要由上支架中間立柱下支架和導軌滑塊 4 個部分通過螺栓連接而成每個部分均由鋼板焊接而成，中間布置筋板加以支撐中間立柱的基本尺寸為 1 300 mm×700 mm×2 000 mm，作為機床最重要的支撐部件，其靜動態(tài)性能對加工質(zhì)量的好壞起著重要的作用

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結(jié)束語：

1) 在進行立柱的靜剛度分析之前，必須從機床加工時可能載荷和并聯(lián)機構(gòu)力解模型出發(fā)分析立柱的受力狀態(tài)，文中所列舉的 3 種不同工況具有代表性

2) 局部結(jié)構(gòu)的改進能夠很好的提高立柱的靜剛度而設(shè)計尺寸優(yōu)化方法則在滿足機架設(shè)計精度的要求下保證了材料最省

3) 改進優(yōu)化后的立柱靜剛度較初始設(shè)計提高了 38%左右，具備了良好的靜態(tài)性能，為機架整體結(jié)構(gòu)設(shè)計以及后續(xù)輕量化設(shè)計奠定了基礎(chǔ)

4) 利用有限元分析軟件對機床部件的結(jié)構(gòu)性能進行仿真分析，可以縮短設(shè)計周期，節(jié)省制造成本

伯特利數(shù)控是一家集銷售、應(yīng)用及服務(wù)于一體的公司。產(chǎn)品包括：CNC加工中心、鉆攻中心、龍門加工中心、雕銑機、石墨機、五軸加工中心、立式加工中心、臥式加工中心等。我們機床的生產(chǎn)工廠設(shè)在廣東省東莞市，目前其生產(chǎn)的加工中心70%出口，其中出口到歐洲占到50%。我們盡心、盡力、盡意的服務(wù)！