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超重型數控龍門移動鏜銑床橫梁的有限元分析與結構優化

文獻［7］基于有限元分析方法預估彈性橫梁靜態承載曲線，進而得到橫梁起拱曲線，并通過實驗對起拱曲線進行驗證。

文獻［8］通過對龍門加工中心橫梁關鍵尺寸的靈敏度分析，找出了對橫梁靜變形量和一階頻率影響較大的尺寸變量，上下壁厚是橫梁結構靜變形量靈敏度大的尺寸，縱向筋板是橫梁結構一階固有頻率靈敏度大的尺寸; 以橫梁靜變形量和一階模態頻率為性能指標，結合靈敏度分析結果，采用變尺寸法對橫梁進行結構優化分析，提高了橫梁的靜動態特性，鏜銑頭，并降低了橫梁的重量。

文獻［9］中數控龍門機床 8 m 長的橫梁材料采用高強度低合金結構鋼 Q345B，采用焊接工藝加工。利用 ANSYS Workbench 對機床橫梁進行了靜動態有限元分析，在此基礎上進行了拓撲優化設計，并且制造出機床。

鏜銑床和銑鏜床有區別嗎？

　　銑床系指主要用銑刀在工件上加工各種表面的龍門銑床。通常銑刀旋轉運動為主運動，工件(和)銑刀的移動為進給運動。

鏜龍門銑床和銑鏜床和鏜床是一種，數控鏜銑頭價格，鏜床也可以進行銑加工，只要安裝銑刀就可以。鏜床主要是用鏜刀在工件上鏜孔的機床，通常，鏜刀旋轉為主運動，鏜刀或工件的移動為進給運動。

　　數控鏜銑床一般是比較大的設備，和臥式加工中心是一樣的道理，目前生產的數控鏜銑床和加工中心基本可以通用，只是在加工零件鏜床被限制的比較少， 至于編程上，鏜床鉆孔的時候一般用每轉進給，而加工中心一般用每分鐘進給， 由于鏜銑床向心力比較好，滑枕能伸出很長，一般用于加工孔精度高，體積比較大的箱體類零件，龍門鏜銑頭，鏜銑床滑枕比較穩，加工表面精度比較高，好的加工中心基本可以實現。

超重型數控龍門移動鏜銑床橫梁的有限元分析與結構優化

1 大型龍門機床橫梁研究進展

橫梁是超重型數控龍門移動鏜銑床中的主要支承部件，橫梁結構的好壞直接影響到機床的使用性能和制造成本。要提高機床的加工效率、精度，必須考慮機床結構中橫梁的剛度等靜態特性。國內外在機床橫梁研究方面主要采用有限元分析方法，對機床橫梁結構剛度進行評估。

在數控龍門機床橫梁體結構設計過程中，文獻［2］中有橫梁體板筋形式、橫梁體截面形狀及導軌的分布形式可以參考。文獻［3］中不同筋板結構的橫梁抗彎、抗扭能力不同，O 字型結構橫梁除了工藝性能優越之外，數控方滑枕鏜銑頭，抗彎抗扭性能也比其他橫梁好，而且各階固有頻率也比其他結構橫梁各階固有頻率高。通過改變橫梁體的結構形式，如: 改變橫梁體截面的長度和寬度、內腔筋板的結構形式、橫梁導軌的尺寸大小和厚度、橫梁體的壁厚和關鍵部位筋板的壁厚等，來提高橫梁體剛性等性能。