基于灵敏度分析的电火花机平滑枕结构设计.pdf

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1、2015年1月机床与液压Jan．2015第43卷第1期MACHINETO0L&HYDRAULICSVo1．43No．1DOI：10．3969／j．issn．1001—3881．2015．01．024基于灵敏度分析的电火花机平滑枕结构设计牛兴，马平，龚乘龙，赵春明(广东工业大学机电工程学院，广东广州510006)摘要：牛头式电火花机床的平滑枕是机床的主要运动部件，对加工精度有着重要影响。以灵敏度分析为基础，对滑枕的结构设计参数和筋板结构分别进行了轻量化和仿生设计。基于有限元分析法，计算出不同设计参数变化时滑枕质量和刚度的变化

2、规律。结果表明：滑枕质量减轻了80．31(7．96％)，最大形变量减少2．89Ixm(12．54％)，比刚度提高了33．8％，从整体提高了机床的动静态特性。关键词：电火花机床；灵敏度分析；轻量化设计；仿生中图分类号：TH122文献标志码：A文章编号：1001—3881f2015)卜094—5StructureDesignofRamofEDMMachineBasedonSensitivityAnalysisNIUXing，MAPing，GONGChenglong，ZHAOChunming(FacultyofElectrica

3、landMechanicalEngineering，GuangdongUniversityofTechnology，GuangzhouGuangdong510006。China)Abstract：HorizontalramisoneofthemainmovingpartsofNgauTautypeEDMmachine，whichhasanimportantinfluenceonmachiningaccuracy．Basedonthesensitivityanalysis，thestructuredesignparamete

4、rsandthestiffenedplatestructureoftheramwithlightweightandbionicdesignwerecarriedoutrespectively．Basedonthefiniteelementanalysis(FEA)method，theramchangeruleofmassandstiffnesswascalculatedwhiledifferentdesignparameterschanged．Resultsshowthatthequalityoframislostby80

5、．31kg(7．96％)，thelargestdeformationisreducedby2．89Ixm(12．54％)andeficiencyofspecificstiffnessisimprovedby33．8％，onthewhole，whichhasimprovedthedynamicandstaticcharacteristicoftheEDMmachine．Keywords：EDMmachine；Sensitivityanalysis；Lightweightdesign；Bionic0前言展：而对于筋板的结构设计

6、．国内丁晓红和陈五平滑枕结构是双牛头电火花机床重要的运动部件，一

7、6等根据自适应成长法和仿生设计在有限元分析其动静态特性将直接决定加工精度_1]。为保证整机性的基础上提高了结构的刚度和比刚度，为筋板设计提能，要求平滑枕具有良好的动静态刚度，因此有必要供了新的思路。对此部分进行优化设计。而影响平滑枕动静态特性的而以上文献均未将灵敏度分析和仿生设计方法结主要是结构设计参数和内部筋板结构两方面因素。合起来。本文作者将对平滑枕结构设计参数和内部筋国内针对整机零部件的结构设计主要以传统经验板采用两者相结合的方法。基于有限元分析法确定

8、出和灵敏度分析为主，而对结构设计尺寸的确定主要还结构最敏感的参数并对其进行了针对性的改进。是基于经验值。在灵敏度分析方面罗辉]、彭文[3和1平滑枕结构郭垒_4等人已确定了质量、刚度与结构尺寸的关系，1．1平滑枕结构简介并优化了设计参数，在轻量化方面已取得一定的进图1为滑枕系统装配图及电火花机示意图。导轨丝杠(a)滑枕系统装配图(b)电火花机示意简图图1滑枕系统装配图以及电火花机示意简图收稿日期：2013—12-02基金项目：广东省产学研项目(502130057)作者简介：牛兴(1987一)，男，硕士研究生，研究方向为机械设

9、计及其自动化。E-mail：kbnx1987@163．con。第1期牛兴等：基于∞灵敏如度分加析：2的电火5花o机平滑枕结构设计·97·(1)筋板的厚度原模型筋板的厚度为，=35mm，选定筋板厚度的变化范围为15～40mm，分别取15、20、25、30、35、40mm进行静灵敏度的分析。材料参数与原型相