蒲　凡,胡光忠,唐勇明,王旭旭

(四川理工学院 机械工程学院,四川 自贡 643000)



立式加工中心主轴箱结构分析与优化*

蒲凡,胡光忠,唐勇明,王旭旭

(四川理工学院 机械工程学院,四川 自贡 643000)

以某型号立式加工中心主轴箱为研究对象，应用ANSYSWorkbench软件对其在典型工况下进行静力学分析与模态分析。根据主轴箱静动态特性分析结果可知，其材料并未得到充分利用，且低阶固有频率还有待提高，需要对其结构进行优化设计。利用ANSYSWorkbench中拓扑优化模块对主轴箱结构展开优化分析，结合主轴箱静动态分析结果提出其结构中存在冗余质量的部位，针对实际情况，对主轴箱结构进行合理的改进。改进前后的分析结果对比表明：改进后主轴箱质量减少4.39%，其动静态特性有所提高。

立式加工中心;主轴箱;ANSYSWorkbench;动静态特性;结构优化

0　引言

主轴箱为立式加工中心的重要部件，其动静态特性直接影响到整机的加工质量，故有必要对主轴箱展开有限元分析以了解其动静态特性[1-2]；另外，主轴箱长期处于高速运作下，则须对主轴箱结构进行合理的优化以减少其质量来降低磨损和能耗[3]。目前，在主轴箱结构的优化设计方面取得了一定进展，文献[4]提出了可以通过在主轴箱箱体的薄弱环节增加加强筋来提高主轴箱的刚度，减少响应位移。文献[5]对某型号加工中心主轴箱进行了静力学有限元分析，在保证强度与刚度基本不变的前提下，对主轴箱的原设计结构进行了相应改进。……