Оптимизация параметров конструкции вертикальных стоек металлорежущих станков по критерию достаточной жесткости при минимальном весе

Описана методика проектирования стоек металлорежущих станков (МС), имеющих достаточную жесткость при минимальном весе конструкции. При составлении методики использован метод баланса градиентов (БГ-метод), предложенный профессором Г.Н. Васильевым в МГТУ им. Н.Э. Баумана. Для его реализации разработано специализированное программное обеспечение, на основе которого смоделированы процессы деформирования под действием сил резания стоек различной конфигурации и размеров. Проведены экспериментальные исследования жесткости моделей стоек МС, подтверждающие возможность практического использования выбранной методики моделирования. Выполнено конечно-элементное моделирование исследуемого процесса деформирования стоек МС в программной среде ANSYS, также доказывающее возможность и целесообразность использования на начальных этапах конструирования МС, когда выбирают параметры поперечного сечения стойки нового станка, сравнительно простого для реализации БГ-метода.

Полученные результаты подтверждают возможность методического подхода к оптимизации параметров конструкции стоек МС по критерию достаточной жесткости при минимальном весе.

Литература

[1] Васильев Г.Н., Тай Зар Чжо Ньюнт. Оптимизация конструктивных параметров корпусных деталей станка при заданной жесткости // Технология машиностроения. 2010. № 10. С. 30—34.

[2] Тай Зар Чжо Ньюнт. Оптимизация параметров конструкции стоек металлорежущих станков методом баланса градиентов при заданной жесткости // Известия высших учебных заведений. Машиностроение. 2012. № 1. С. 3—11.

[3] Чернянский П.М. Основы проектирования точных станков. Теория и расчет. М.: КноРус, 2010. 239 с.

[4] Проектирование автоматизированных станков и комплексов / В.М. Утенков, П.М. Чернянский, Г.Н. Васильев. В 2 т.; Под. ред. П.М. Чернянского. М.: МВТУ им. Н.Э. Баумана, 1981. Т. 1. 336 с.; Т. 2. 304 с.

[5] Басов К.А. Графический интерфейс комплекса ANSYS. М.: ДМК Пресс, 2006. 248 с.

[6] The finite element method and applications in engineering using ANSYS / Erdogan Madenci, Ibrahim Guven. Publisher: Springer. 2007. 686 p.

[7] Stiffness analysis of machine tools using finite element method / Yu Lianqing,Wang Liping, Third International Symposium on Intelligent Information Technology Application. 2009.