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2020-11-04
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
有限元分析還表明，滑枕式鏜銑頭等移到橫梁中部時，應力分布比滑枕式鏜銑頭位于橫梁右端時分散。
本文有限元分析主要考慮橫梁的靜剛度問題，因此結合圖 9，在 Z 軸方向上評估橫梁上主導軌面內、外邊緣的位移曲線圖，以此反映出橫梁體在溜板和滑枕式鏜銑頭等重力作用情況下主導軌面豎直向下的位移變形情況，并通過內、外邊緣線的位移差反映出橫梁體主導軌面由于彎曲變形向前傾覆的位移變形情況。比較橫梁主導軌面內、外邊緣的位移曲線，橫梁受力發生彎曲和傾覆，在 Z 軸方向上大位移發生在主導軌面的內邊緣上，大位移為 0． 250 mm，主導軌面內、外邊緣線的位移差為 0． 015 mm。總的來說，該橫梁體受力后位移偏大，要改進設計。除了外部保養，還要做好內部保養，就像我們平時不能只做面部護理，也要進行內部排s毒一樣。
2． 1 建立橫梁體三維模型
分析中初步確定橫梁體截面結構形式及尺寸［1］，如圖 2 所示。按初步設計的橫梁體結構尺寸，應用 Si-emens PLM Software NX7． 5 軟件建立三維模型，具體橫梁體截面形式和三維模型見圖 3 所示。機床橫梁抗彎和扭轉慣性矩大的其剛度就高，采用封閉式截面可保證橫梁的高剛性，所以橫梁形狀為矩形封閉長方體。合理選擇橫梁中肋板，其中橫梁壁厚在 25 mm 左右、肋板厚度在 20 mm 左右，采用了橫梁好的截面輪廓和肋板布置方案。對于其主軸箱以及進給變速箱的保養，對于過濾器以及油槽都要做到及時的清潔。
本文利用 CAD/CAE /CAM 集成軟件 Siemens PLMSoftware NX7． 5 對上述確定的超重型數控龍門移動鏜銑床橫梁結構型式進行有限元仿d真，建立橫梁體三維模型，并結合實際工況建立有限元模型，約束條件為橫梁兩端固定，分析橫梁體受自重、溜板和鏜銑頭滑枕等重力作用下的變形情況，得到橫梁的應力、應變情況。為能得到超重型數控龍門移動鏜銑床橫梁部件靜變形，本文分別從橫梁的彎曲變形、鏜銑頭主軸箱的前傾等方面進行有限元分析，通過評估橫梁受力的分析結果，對初步確定設計的橫梁的結構形式進行優化，再在此基礎上改進橫梁體結構，使機床性能符合要求。而“鏜削”則是指在鏜刀桿上裝上鏜刀進行加工，這種鏜刀通常是手工刃磨的，葉就是非標刀具。
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