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鏜銑頭-鏜銑頭廠家-振飛機(jī)械制造

超重型數(shù)控龍門移動(dòng)鏜銑床橫梁的有限元分析與結(jié)構(gòu)優(yōu)化

2. 5 結(jié)果分析

通過(guò)超重型數(shù)控龍門移動(dòng)鏜銑床橫梁有限元優(yōu)化分析結(jié)果表 2，觀察其位移和應(yīng)力結(jié)果是比較好的。其次在溜板與橫梁的接觸面、絲杠螺母安裝處和立柱與橫梁接觸的內(nèi)側(cè)下方處有一定的應(yīng)力集中，但是都比較小，可以考慮加強(qiáng)橫梁上端輔助導(dǎo)軌的強(qiáng)度來(lái)降低其大應(yīng)力。

橫梁大位移發(fā)生在橫梁主導(dǎo)軌面外邊緣上與溜板等接觸的位置，優(yōu)化后大位移值為 0． 192 mm。設(shè)計(jì)開發(fā)卸荷梁與卸荷輪裝置來(lái)徹底d解決該機(jī)床超長(zhǎng)橫梁受力后位移問(wèn)題，卸荷梁與卸荷輪裝置用于消除溜板和滑枕式鏜銑頭重力對(duì)橫梁體位移的影響。主導(dǎo)軌面橫梁向前傾覆比較小，但由于橫梁上面輔助導(dǎo)軌向前的彎曲會(huì)造成溜板等向前傾覆位移增加，所以在橫梁上增加了一條防傾鑲鋼導(dǎo)軌，同時(shí)加強(qiáng)橫梁上面輔助導(dǎo)軌的剛度，減少了滑枕式鏜銑頭的前傾位移。

超重型數(shù)控龍門移動(dòng)鏜銑床橫梁的有限元分析與結(jié)構(gòu)優(yōu)化

2． 4 橫梁有限元優(yōu)化

對(duì)超重型數(shù)控龍門移動(dòng)鏜銑床橫梁進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)。應(yīng)用 Siemens PLM Software NX7． 5 軟件進(jìn)行橫梁有限元優(yōu)化設(shè)計(jì)［10 － 11］，對(duì)原橫梁結(jié)構(gòu)進(jìn)行減輕重量，從而達(dá)到橫梁結(jié)構(gòu)輕量化設(shè)計(jì)的目標(biāo)。創(chuàng)建求解方案，選擇 NX NASTＲAN 有限元優(yōu)化模塊進(jìn)行橫梁優(yōu)化設(shè)計(jì)。減小橫梁壁厚和加強(qiáng)肋厚度，從而減少了橫梁質(zhì)量，具體在橫梁質(zhì)量減少 2． 5% 的情況下對(duì)機(jī)床橫梁靜特性進(jìn)行了有限元優(yōu)化設(shè)計(jì)。表 2 為優(yōu)化前后橫梁靜特性對(duì)比，可見在橫梁質(zhì)量減少了 2． 5% 的情況下，優(yōu)化設(shè)計(jì)后橫梁的大位移從 0． 25 mm 減小到0． 192 mm，即橫梁的大位移減少了 23． 2% ; 也就是說(shuō)在橫梁載荷不變的情況下橫梁的靜剛度提高了23． 2% ，有明顯效果。

超重型數(shù)控龍門移動(dòng)鏜銑床橫梁的有限元分析與結(jié)構(gòu)優(yōu)化

但是目前對(duì)超重型數(shù)控龍門移動(dòng)鏜銑床中超長(zhǎng)橫梁剛度優(yōu)化等研究比較少，因此有必要對(duì)其進(jìn)行進(jìn)一步研究。

2 超重型數(shù)控龍門移動(dòng)鏜銑床橫梁有限元優(yōu)化分析

超重型數(shù)控龍門移動(dòng)鏜銑床橫梁受力結(jié)構(gòu)為兩點(diǎn)簡(jiǎn)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(chǎn)生的對(duì)橫梁的壓力及機(jī)床所受切削負(fù)荷及其本身的熱變形等，由于切削負(fù)荷和熱變形要遠(yuǎn)小于由于重力產(chǎn)生的變形，因此一般忽略其對(duì)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(dòng)部件從橫梁一端移動(dòng)到中部時(shí)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(jié)構(gòu)，其重力會(huì)引起橫梁的向前傾覆。

超重型數(shù)控龍門移動(dòng)鏜銑床中橫梁上外載荷變化慢，橫梁處于靜態(tài)，因此應(yīng)用有限元方法來(lái)進(jìn)行靜態(tài)分析。