大型双牛头电火花机床的关键结构分析与优化

【摘要】随着汽车工业、航空航天、机械工业等行业的不断发展,使得电火花机床也获得了良好的发展机遇,小型电火花机床为主的电化学腐蚀加工已经较难满足这一发展要求,开始向大型化方向发展。这就要求设计的大型机床关键结构具有较合理的结构和优良的静、动态机械性能。牛头滑枕部件是大型双牛头电火花机床关键承载构件,其结构的静、动态性能是直接影响该机床加工精度的关键因素。本文的主要研究内容包括以下几个方面：首先,介绍了电火花加工原理及其特点,机床结构特点。分析了电火花机床的发展现状和发展趋势。接着,对大型双牛头电火花机床结构进行了分析,在Solidworks三维建模软件中完成了大型双牛头主要部件的设计、建模。然后,利用Solidworks和有限元前处理软件Hypermesh的交换接口,将三维模型导入到Hypermesh中进行前处理,将前处理好的有限元模型导入ANSYS中,对牛头进行了静,动力学特性分析。根据激光干涉仪弯曲刚度实验数据检验了有限元静力学分析结果,根据LSM动力学模态实验数据检验有限元动力学模态分析结果。得出误差控制范围内两者的结果基本一致,验证了有限元模型的正确性。最后,利用有限元法和最优化理论,对大型双牛头电火花机床牛头进行拓扑优化设计,通过对改进设计前后牛头滑枕的有限元分析结果的比较可以看出,改进后牛头滑枕的强度刚度储备基本不变,动态性能改善了,结构重量减轻了。
【作者】熊亮；
【导师】刘建群；
【作者基本信息】广东工业大学，机械工程（专业学位），2014，硕士
【关键词】电火花；模态实验；有限元；动态特性；优化设计；

【参考文献】
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