管螺纹车床床身的减振结构优化

胡 振，冯 欣，杨赫然，孙 飞，张妮妮

(1.沈阳工业大学 机械工程学院，辽宁 沈阳 110870； 2.长庆油田分公司 机械制造总厂，陕西 西安 710201)

0 引言

目前为使数控机床获得优异的加工特性和动态性能，可以通过提高零部件加工装配的精度或削弱机床本身和来自外部环境的振动来实现[1]。床身是支撑机床的基础部件，机床的加工精度和稳定性与床身的动态特性密切相关[2]，所以对床身结构进行优化是十分必要的。通过优化设计达到减振的目的，对于提高加工质量有重要意义[3]。

本文以SCK230型数控螺纹修复车床为研究对象，通过优化影响稳定性的变量，从而实现对床身的结构优化。首先，为提高床身刚度，对床身内置筋板进行方案优选，利用有限元进行最优筋板厚度及开孔直径的尺寸优化。对比优化前后的固有频率，验证优化是否达到减振、提升稳定性的目的。之后，改变床身的倾斜角度，以改善方向系数，使机床的稳定性提升，以达到减振的效果。

1 床身筋板结构设计

合理地设置管螺纹车床床身内部筋板的尺寸及布置，可以提高床身刚度，增加车床整体刚度，使机床的稳定性得以提升[4-6]，降低车床制造成本。本文中共设计了5种筋板方案(如图1所示),方案1采用原床身结构，筋板形状为高275 mm、底边分别为180 mm和380 mm的直角梯形；方案2筋板不设置任何开口；方案3将原有梯形拆分成直角三角形和矩形的多开口形状；方案4筋板形状为孔径等于310 mm的圆形；方案5筋板形状为壁厚20 mm、孔径300 mm的圆柱形通孔。……