【摘 要】
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随着机床高速、高效、高精化的发展，以经验为主导的传统设计方法已逐渐满足不了现代机床的设计要求。随着装备制造业自主创新与开发的需要，将新的设计理论和设计方法应用到数控
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随着机床高速、高效、高精化的发展，以经验为主导的传统设计方法已逐渐满足不了现代机床的设计要求。随着装备制造业自主创新与开发的需要，将新的设计理论和设计方法应用到数控机床的结构设计上是设计技术发展的必然。本文基于拓扑优化及尺寸优化设计方法，对数控立式车床的关键部件回转工作台进行了以提高结构刚度、减轻其质量为目标的优化设计研究，在回转工作台结构优化的基础上验证了其可靠度。 本文根据数控立式车床的设计要求，对其部件回转工作台进行常规设计，并对回转工作台结构进行了有限元分析，为后续回转工作台的优化设计奠定基础；基于常规型回转工作台结构，采用拓扑优化变密度法，分别以应变能最小和一阶频率最小为设计目标，对回转工作台进行拓扑优化设计，得到体现回转工作台载荷传递路径的“支撑骨架”结构；在保持拓扑型回转工作台结构形态不变的情况下，对其进行多目标尺寸优化设计，得到回转工作台的最终优化结构；对回转工作台优化结构进行可靠性分析。 论文通过拓扑优化和尺寸优化实现了数控立式车床回转工作台从结构形态布局到尺寸取值的最终结果，同时达到了提高结构刚度、减轻结构质量保证结构可靠性的优化目标，为回转类工作台的优化设计提供了一个可行的设计方案。因此，本论文的工作为机械类结构的设计和优化提供了一个新的思路和有益的参考。
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