申请/专利权人：纽威数控装备(苏州)股份有限公司

申请日：2021-04-22

公开（公告）日：2024-06-25

公开（公告）号：CN113158523B

主分类号：G06F30/23

分类号：G06F30/23;G06F30/17;G06T17/20;G06F111/04;G06F119/20

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.06.25#授权;2021.08.10#实质审查的生效;2021.07.23#公开

摘要：本发明公开了一种机床骨架设计方法，包括对机床骨架进行建模、确定支撑位置、设置支撑处约束条件以及导轨处施加的载荷、设定优化区域、设定优化约束及目标、迭代计算并根据计算结果进行优化、验证优化结果是否符合优化约束以及可行性，通过上述步骤提高铸件的材料利用率，降低了铸件模具的制造难度，刚性质量比做到最大。本申请还涉及一种根据上述机床骨架设计方法设计的机床骨架。

主权项：1.一种机床骨架设计方法，其特征在于，包括以下步骤：对机床骨架进行建模：通过划分网格的形式，将机床骨架的3D数据转化为有限元网络的模型；确定支撑位置：根据机床骨架上载荷力的位置分布以及载荷力的方向，利用力流原理确定支撑点的位置以及排布，使力流最短，所述支撑点位置位于所述载荷力的正下方，每一所述载荷力下方设置至少一支撑点；设置支撑处约束条件以及导轨处施加的载荷：在机床骨架模型的支撑点处施加固定约束，在机床骨架模型的导轨处施加载荷力；设定优化区域：在机床骨架模型上设定优化区域，所述优化区域位于相邻两载荷力之间；设定优化约束及目标：设定优化约束为床身骨架变形量不超过设计值，设定优化目标为优化区域质量最小；迭代计算并根据计算结果进行优化：采用拓扑优化原理通过软件迭代计算出优化区域内窗口的分布以及形状，并根据结果给机床骨架模型开窗；验证优化结果是否符合优化约束以及可行性：采用有限元分析法分析优化后的机床骨架是否符合优化约束以及优化后的机床骨架的可行性，优化后所述机床骨架的可行性通过制造难度以及成本来判断，若符合优化约束并具有可行性，则设计结束；若不符合优化约束或不具有可行性，则返回至设定优化区域，重新设定优化区域；在确定支撑位置步骤中，支撑点位置位于载荷力的正下方，具体的，载荷力是施加在导轨上的力，导轨与支撑点之间使用壁板连接，床身导轨承受上方滑鞍，工作台部件及工件的重量，此结构可将承受的载荷通过壁板直接传递至地脚支撑组件，保证了整个力流线闭合且沿直线传递，路径达到最短，刚度极大化，每一载荷力下方设置至少一支撑点，在设定优化区域步骤中，优化区域位于相邻两载荷力之间，在验证优化结果是否符合优化约束以及可行性步骤中：优化后机床骨架的可行性通过制造难度以及成本来判断，过采用拓扑优化原理通过软件迭代计算出优化区域内窗口的分布以及形状，在满足床身骨架变形量不超过设计值的前提下，使机床骨架质量最小，提高铸件的材料利用率，降低了铸件模具的制造难度，刚性质量比做到最大。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 纽威数控装备(苏州)股份有限公司 一种机床骨架设计方法以及机床骨架

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