鏜銑頭-振飛機械制造技術專業(在線咨詢)-精密鏜銑頭
高密市振飛機械制造有限公司
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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
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，鏜銑頭廠家，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，龍門鏜銑頭，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，鏜銑頭，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。
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［4］中數控機床尤其是銑床，橫梁是很關鍵的結構，其設計水平的好壞直接影響整個機床性能。對于橫梁的優化主要從兩方面考慮: ①在不增加質量的前提下，使橫梁上的大變形化，提高橫梁的靜剛度; ②優化中初階固有頻率不小于設定值，提高橫梁的動剛度。優化的具體實施步驟如下: 首先，通過形狀及拓撲優化確定橫梁佳的截面輪廓和肋板布置方案，得到概念模型; 其次，通過尺寸優化確定合理的外形尺寸和肋板厚度。CAE 軟件優化模塊可以定義多個設計變量和狀態變量，設計變量為自變量，狀態變量和目標函數都是設計變量的函數。如橫梁結構的長、寬、高尺寸以及筋板厚度等定義為設計變量，橫梁結構變形和應力隨設計變量的變化而變化，是設計變量的函數，可以定義為狀態變量，使結構重量化定義為目標函數。
序號 項目 單位 參數值 備注
1 鏜銑直徑 mm 160
2 銑軸直徑 mm 240
3 銑軸錐孔 工制80°
4 滑枕截面積（長×寬） mm 440×440
5 滑枕行程 mm 800
6 鏜軸行程 mm 1000
7 滑枕鏜總行程 mm 1400
8 主軸轉速 手動6變速
60-400轉/分
低于60轉/分用變頻 無級調整（變頻電動機）
（1）變頻電動機
（2）交流伺服電動機
9 主軸電動功率 kw 30
10 進給電動機功率 （1）變頻4kw
（2）伺服電動機33nw
11 潤滑用電動機功率 kw 0.37
12 鏜銑頭外形尺寸（長×寬×高） mm 3560×850×1400
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