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在国家经济飞速发展和绿色制造理念的双重推动下,机床零部件在确保静动热性能的情况下实现轻量化设计已成为当今国内外学者研究的焦点。机床轻量化设计是指,在满足机床性能的前提下减少支承件的重量,从而达到减少原材料和能源损耗,优化机床性能,实现绿色制造的目的。目前,国内外学者在机床轻量化设计领域取得了众多的研究成果,为了继承已有的研究成果并开展深入研究,机床轻量化设计数据库系统的研究与开发势在必行。该数据库系统用于储存机床轻量化设计各阶段的数据,能够为车床支承件的轻量化设计提供数据参考,改变机床支承件设计现状,促进绿色制造技术的可持续发展。本课题来源于国家高科技研究发展计划(863计划)“机床轻量化设计数据库技术研究”(NO.2012AA040101-3)。本文围绕课题研究内容,在课题组以往研究成果的支撑下,基于对数据库和机床轻量化设计理论的研究,对车床轻量化设计数据库系统进行总体设计;在数据库系统的支持下,对车床床鞍进行轻量化设计。主要研究内容如下:(1)在综合分析了有关数据库等概念和轻机床量化设计理论后,对车床轻量化设计数据库系统进行设计,包括数据系统的总体设计、数据库的设计以及应用系统的设计;初步确定数据库系统所具备的功能。(2)基于机床轻量化设计流程,分别对物理模型建模模块、结构优化设计模块、结构单元设计模块、性能分析与评价模块四大模块11个子模块的界面、构成、功能、操作进行详细介绍。(3)在数据库系统的支持下,对CKA61160H大型数控车床床鞍进行轻量化设计。首先,在HyperMesh软件中完成床鞍的拓扑优化;其次,在Pro/E软件中构建床鞍的概念模型,并完成主壁板、主筋板以及单元的构型设计;然后,应用ANSYS Workbench软件对新方案床鞍进行尺度优化,获取最合理的壁板和筋板尺寸;最后,分析床鞍原方案和新方案在三种不同工况下的静态性能和模态性能,并对床鞍新方案进行评价。根据床鞍减重质量,进行能耗计算,获取因减重而减少的能量消耗、有害气体、废水及固体废弃物各个数据。