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基于響應面法的龍門銑床回轉工作臺結構優化設計
閱讀：154 發布時間：2020-8-10引 言
回轉工作臺是龍門加工中心的關鍵功能部件之一，其主要作用是裝夾和支撐待加工零件，并帶動待加工零件旋轉而構成車削加工或銑銷加工，因此工作臺的靜動態特性將直接影響整機的加工精度和效率［1-2］。
在機床重要零部件結構設計與優化過程中，國內外學者普遍采用尺寸優化的方法，如魏鋒濤等結合拓撲優化和尺寸優化方法對某回轉工作臺以減輕質量和提高剛度為目標的結構優化［3］。仇政等以某龍門加工中心的工作臺為研究對象，將工作臺質量設置為約束條件，取工作臺7個結構尺寸作為優化變量，以提高工作臺的固有頻率為優化目標進行了工作臺的尺寸優化［4］。劉梅針等對某數控銑齒機床的床身，通過采用不同的筋板厚度及布置方式，以減輕床身重量為優化目標，進行了優化設計，終使床身減輕1. 68 t［5］。王 1132機械強度2018年美妍等針對DVG850高速立式加工中心的工作臺，利用Ansys軟件對不同結構的工作臺進行靜態性能分析，通過改變筋的結構形式，提高工作臺剛度，實現了工作臺的結構優化［6］。
當前，針對數控機床的固定工作臺和床身研究較多，對回轉工作臺為研究對象的較少;在 研 究 方 法上，多采用有限元軟件分析對數控機床工作臺及床身進行模態 分 析，很少采用參數化建模及多目標優化方法，從優化數控機床結構尺寸角度，對 其 進 行 優化。
本文以回轉工作臺為研究對象，根據其實際工況進行靜動態特性分析，以回轉工作臺的質量為約束條件，大變形和第一固有頻率為目標，在靈敏度與響應面分析的基礎上，采用多目標遺傳算法對其結構尺寸進行優化，以提高回轉工作臺靜動態特性。
1 回轉工作臺靜動態特性分析
1. 1回轉工作臺幾何結構
回轉工作臺可擴大龍門加工中心的加工范圍，一次裝夾后可對零件的多個面進行加工，拓 展 龍 門加工中心固定工作臺只能進行鏜、銑、鉆 孔 等 功 能，使機床具有車銑等復合加工能力，縮短輔助時間并提高 加 工 效 率。表1給出回轉工作臺主要技術參數。