四軸立式加工中心的立柱高度是有限的,對箱體類工件加工范圍要減少,這是立式加工中心的缺點。但立式加工中心工件裝夾、定位方便;刃具運動軌跡易觀察,調試程序檢查測量方便,可及時發現問題,進行停機處理或修改;冷卻條件易建立,切削液能直接到達刀具和加工表面;坐標軸與笛卡兒坐標系吻合,感覺直觀與圖樣視角一致,切屑易排除和掉落,避免劃傷加工過的表面。與相應的臥式加工中心相比結構簡單,占地面積較小,價格較低。
四軸立式加工中心的主軸箱的拓撲優化:
拓撲優化的設計思想是在給定的區域內得到優的材料分布,其目的是尋求結構的某種構件布局,使其在滿足一定約束條件的情況下,可以使其各種性能指標達到優,從而得到實體材料的最佳使用方案。
在對主軸箱進行拓撲優化時,對其結構的前期處理與前面的靜動態特性分析一致,然后可直接利用分析軟件中的分析功能模塊。在確保其滿足剛度、強度的前提下,以減輕主軸箱的重量為狀態變量,盡可能大化優化其結構形狀。優化過程中,其目標設置為30%,然后進行計算。
在相同工況下,對優化后主軸箱展開了靜力學分析與模態分析,通過與優化前主軸箱對應的分析結果進行對比。可以看出,改進后主軸箱相比于改進前主軸箱在靜剛度稍微有所提高的情況下,其質量稍有減少,一、二階固有頻率分別則會增加。