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

卸荷輪下端支撐在卸荷梁上，通過偏心輪與滑枕式鏜銑頭進(jìn)給支架連接，該支架固定在溜板體上，偏心輪與支架中間設(shè)計(jì)有蝶形彈簧，用來調(diào)節(jié)卸荷輪的卸荷負(fù)載。超重型數(shù)控龍門移動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)化對超重型數(shù)控龍門移動鏜銑床橫梁進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)。在該機(jī)床 Y 軸運(yùn)行時，卸荷輪在卸荷梁上滾動，卸荷梁頂面按反撓度曲線［1］加工，卸荷輪在卸荷梁上滾動時將溜板和滑枕式鏜銑頭的重量加載到卸荷梁上，這樣對橫梁體不產(chǎn)生影響，減少了橫梁的變形。橫梁體的導(dǎo)軌加工成直線型，保證了鏜銑頭運(yùn)行的直線度，從而簡化了零件的加工，方便了橫梁體的裝配，更提高了機(jī)床整機(jī)的精度和穩(wěn)定性。

有限元分析還表明，滑枕式鏜銑頭等移到橫梁中部時，應(yīng)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(jié)合圖 9，在 Z 軸方向上評估橫梁上主導(dǎo)軌面內(nèi)、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(dǎo)軌面豎直向下的位移變形情況，并通過內(nèi)、外邊緣線的位移差反映出橫梁體主導(dǎo)軌面由于彎曲變形向前傾覆的位移變形情況。關(guān)于機(jī)器的日常養(yǎng)護(hù)：一，在鏜銑頭日常不使用的過程中，用戶要保持整個機(jī)器的清潔。比較橫梁主導(dǎo)軌面內(nèi)、外邊緣的位移曲線，橫梁受力發(fā)生彎曲和傾覆，在 Z 軸方向上大位移發(fā)生在主導(dǎo)軌面的內(nèi)邊緣上，大位移為 0． 250 mm，主導(dǎo)軌面內(nèi)、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(jìn)設(shè)計(jì)。

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(shù)控龍門移動鏜銑床橫梁結(jié)構(gòu)型式進(jìn)行有限元仿d真，建立橫梁體三維模型，并結(jié)合實(shí)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(yīng)力、應(yīng)變情況。鏜銑頭和橫梁導(dǎo)軌有兩件夾緊機(jī)構(gòu)，由液壓站供油通過二位四通電磁閥實(shí)現(xiàn)橫梁的夾緊和松開，方滑枕和主軸箱也有兩件夾緊油缸，在主軸箱前面由液壓站供油，通過二位四通電磁閥實(shí)現(xiàn)方滑枕的夾緊和松開。為能得到超重型數(shù)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(jìn)行有限元分析，通過評估橫梁受力的分析結(jié)果，對初步確定設(shè)計(jì)的橫梁的結(jié)構(gòu)形式進(jìn)行優(yōu)化，再在此基礎(chǔ)上改進(jìn)橫梁體結(jié)構(gòu)，使機(jī)床性能符合要求。