基于振动模态的数控铣床底座的结构优化设计

林娟颖，刘晓颖，蔡伯阳

基于振动模态的数控铣床底座的结构优化设计

林娟颖，刘晓颖，蔡伯阳

（华侨大学机电及自动化学院，福建厦门361021）

针对数控铣床底座隔振问题，应用有限元法，建立了数控铣床底座的力学仿真模型，结合模态数值分析，对数控铣床底座进行静力分析和结构优化设计。在满足其结构强度、刚度以及稳定性的前提下，以降低生产成本，提高加工精度为目的，对某数控机床厂的定梁式高速数控铣床底座进行结构分析及优化，使得优化后数控铣床底座的最大位移值降低了46.68%，前5阶固有频率提高了10%¯15%，从而提高了隔振减振的效果。对数控铣床底座隔振的问题从结构优化上做了探索和尝试，也为数控铣床的隔振效果研究奠定了坚实的基础。

数控铣床底座；模态数值分析；静力分析；结构优化设计；减振

随着当前经济全球化进程的不断推动，世界各国在制造业方面的竞争越来越激烈。而在制造业中起着至关重要作用的机床工业也得到各个国家的重视，世界各国已经将发展具有高精度、高速度、柔性化以及高自动化的机床作为重要战略任务对待[1]。

五轴联动数控龙门铣床是现代加工大型工件的一种机床，其具有加工精度高，加工产品光洁度好等特点，使得五轴联动数控龙门铣床在机床加工业中占有越来越重要的地位，成为工业自动化中必不可少的一个加工环节。

龙门铣床底座在结构上有其特殊性，它是整个龙门铣床的支撑部分，因此，龙门铣床底座结构性能的好坏直接影响其隔振性能，其隔振性能的好坏又直接影响整个龙门铣床的工作时的稳定性，从而影响其加工精度。……