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振飛機械制造(圖)-數控鏜銑頭-鏜銑頭

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

2． 2 建立橫梁體有限元模型

運用 Siemens PLM Software NX7． 5 軟件高de 級分析模塊建立橫梁有限元分析模型，為了減少有限元網格數量和歧異網格的生成，針對橫梁體上對分析結果影響不大的圓角、小孔和臺階等結構作一定的簡化處理( 即忽略不計) ; 采用 10 節點四面體有限單元網格對橫梁體有限元模型進行網格劃分，劃分結果為: 橫梁部件中的單元數目為 328 149，節點數目為 397 719。橫梁體有限元劃分結構如圖 4 所示。

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

但是目前對超重型數控龍門移動鏜銑床中超長橫梁剛度優化等研究比較少，因此有必要對其進行進一步研究。

2 超重型數控龍門移動鏜銑床橫梁有限元優化分析

超重型數控龍門移動鏜銑床橫梁受力結構為兩點簡支梁支承，影響橫梁變形的因素主要包括: 橫梁、溜板和滑枕由于自身重力產生的對橫梁的壓力及機床所受切削負荷及其本身的熱變形等，由于切削負荷和熱變形要遠小于由于重力產生的變形，因此一般忽略其對橫梁變形的影響。除橫梁本身的重量外，還要考慮溜板、滑枕式鏜銑頭等移動部件從橫梁一端移動到中部時重力引起橫梁的變形。由于在橫梁上滑枕式鏜銑頭是懸臂結構，其重力會引起橫梁的向前傾覆。

超重型數控龍門移動鏜銑床中橫梁上外載荷變化慢，橫梁處于靜態，因此應用有限元方法來進行靜態分析。

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

某超重型數控動梁龍門移動鏜銑床正視圖及各軸方向如圖 1 所示［1］，其機床基礎件如床身、滑座、立柱、橫梁、工作臺等基礎件均采用樹脂砂造型高強度鑄鐵，并經時效處理，連接梁采用高剛性焊接件。龍門框架由左右立柱、連接梁等組成，左右立柱上端與連接梁緊固連接，立柱下端直接與滑座緊固連接，形成高剛度的龍門框架結構。圖 1 中 Y 軸: 橫梁與溜板，Z 軸:溜板與滑枕。動梁龍門橫梁上配置有一個大功率的交流調速滑枕式鏜銑頭，滑枕式鏜銑頭通過溜板與橫梁連接。