基于正交试验机床立柱轻量化设计

新朋 徐(南通国盛智能科技集团股份有限公司，中国)

摘要

以数控机床立柱开窗圆孔、支撑肋板厚度、内部支撑结构，为主要三个试验因素，以立柱一阶固有频率、整体重量、最大变形量、最大应力为四个检验指标，设计正交试验；对立柱参数组合的优选方案进行筛选，筛选出最优化设计组合。在机床立柱承载基本不变的情况下，最大应力降低了 6%立柱质量减轻了 288kg，一阶固有频率增加1.58%，轻量化效果显著。

关键词

正交试验；轻量化；数控机床；立柱

参考

沈文磊，冯宁宁.绿色设计在机床设计与制造中的应用[J].科学与财富，2015，(3)：425.

刘成颖，谭锋，王立平，等.面向机床整机动态性能的立柱结构优化设计研究[J].机械工程学报，2016,52(3):161-167.

仇家强，张健，牛卫朋，等.基于元结构的立柱结构动态优化设计[J].机械设计，2014,31(12):54-58.

何剑，李蓓智，杨建国，等.微细加工机床立柱结构优化设计[J].东华大学学报(自然科学版)， 2015,41(5):659-662.

郭志全，徐燕申，张学玲，等.基于有限元的加工中心立柱结构静、动态设计[J].机械强度，2006,28(2)： 287-291.

孙鹏程，史耀耀，辛红敏，等.基于元结构的整体叶盘高效强力复合铣床立柱优化设计[J].西北工业大学学报，2015,33(2): 237-242.表 4 二次正交试验设计的因素水平表水平因素肋板结构（A）肋板厚度/mm（B）开窗圆孔内径/mm（C）1O141802十20200表 5 二次正交试验设计结果仿真试验因素仿真试验结果方案肋板结构肋板厚度dmm开窗圆孔径D/mm质量 M/kg总形变 δ/µm应力σ/Mpa一阶固有频率ƒ/Hz①14180679625.087.9560.99②200679925.067.9461.24③O20180704224.868.0862.32④200704424.828.1962.58⑤14180648325.427.0759.50⑥十200648925.408.1659.72⑦20180671825.177.3260.63⑧200672325.128.0360.88

DOI: http://dx.doi.org/10.12345/hgyjxjz.v3i3.24410