桥式龙门铣床横梁结构设计与优化

作     者：高志来 邱自学 任东 崔德友 徐新朋 GAO Zhi-lai;QIU Zi-xue;REN Dong;CUI De-you;XU Xin-peng

作者机构：南通大学机械工程学院江苏南通226019 南通国盛智能科技集团股份有限公司江苏南通226003 

出 版 物：《工程设计学报》 (Chinese Journal of Engineering Design)

年 卷 期：2019年第26卷第1期

页      面：56-64页

核心收录：

学科分类：08[工学] 080203[工学-机械设计及理论] 0802[工学-机械工程] 080201[工学-机械制造及其自动化] 

基　　金：江苏省科技成果转化专项资金资助项目(BA2015126) 

主　　题：桥式龙门铣床 横梁 正交试验设计 有限元分析 改进模糊综合评价法 尺寸优化 

摘      要：横梁作为桥式龙门铣床的主要运动部件,其结构设计的优劣直接影响机床整机的工作性能。为此,提出了一种基于正交试验设计、改进模糊综合评价和尺寸灵敏度分析的横梁结构设计与优化方法。针对横梁多因素多水平的结构设计特点,采用正交试验设计挑选出8种具有代表性的参数组合作为横梁结构设计方案。运用改进模糊综合评价法对有限元仿真数据进行处理,确定参数组合为箱中箱式-井型-20mm-线轨的横梁优选方案,并对其关键设计尺寸进行灵敏度分析与优化,得到横梁结构具体的设计尺寸。优化后,横梁的静力学性能和抗振性能得到明显改善,并实现了轻量化设计,对机床横梁的实际制造起到了指导作用。研究结果表明,所提出的横梁结构设计与优化方法具有较强的工程实用性,为数控机床其它关键零部件的设计提供了新思路。