鏜銑頭的詳細(xì)介紹

　　鏜銑頭是采用雙薄膜反饋節(jié)流的徑向和軸向靜壓支承的機床部件，它的剛性優(yōu)良、回轉(zhuǎn)精度高、無機械磨損以及良好的吸振性特點，決定了它對鋼、鑄鐵、有色金屬材料有著的孔加工能力。接下來我們看看詳細(xì)介紹。

　　鏜銑頭配置了F40皮帶轉(zhuǎn)動裝置和靜壓供油系統(tǒng)，其主軸部分有方滑枕的支持，因而增強了鏜削時的剛性，非常適合大型零件的強力銑削，再加上方枕的伸出提高了工件加工面的性能，并對鏜軸起到了支承的作用，增強了鏜削時的剛性。鏜銑頭和橫梁導(dǎo)軌有兩件夾緊機構(gòu)，由液壓站供油通過二位四通電磁閥實現(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現(xiàn)方滑枕的夾緊和松開。在方滑枕的端部，適合安裝各種加工附件，比如直角銑頭、銑馬盤、鉆孔等，從而進(jìn)行平面和垂直的銑削、鏜孔、鉆孔等加工?！　?

　　鏜銑頭的主軸旋轉(zhuǎn)部分包括電力、進(jìn)給系統(tǒng)及控制系統(tǒng)，具有的鉆削功能。用戶可根據(jù)加工條件從豐富的機種中選擇適合自己需求的型號。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0．250mm，主導(dǎo)軌面內(nèi)、外邊緣線的位移差為0．015mm。主軸電動機具有高功率和，可以實現(xiàn)從低轉(zhuǎn)速向高轉(zhuǎn)速的過度，其鉆孔攻牙主軸頭屬于動力部件，不僅能進(jìn)行鉆孔、攻牙作業(yè)，也能與多軸器配合使用提升工作效率，可用于對精度要求較高的加工需求。

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。應(yīng)用 Siemens PLM Software NX7． 5 軟件進(jìn)行橫梁有限元優(yōu)化設(shè)計［10 － 11］，對原橫梁結(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)計的目標(biāo)?？梢糟娤髌矫妗喜?、輪齒、螺紋和花鍵軸外，還能加工較復(fù)雜的型面，效率較刨床高，在機械制造和修理部分得到廣泛應(yīng)用。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。減小橫梁壁厚和加強肋厚度，從而減少了橫梁質(zhì)量，具體在橫梁質(zhì)量減少 2． 5% 的情況下對機床橫梁靜特性進(jìn)行了有限元優(yōu)化設(shè)計。表 2 為優(yōu)化前后橫梁靜特性對比，可見在橫梁質(zhì)量減少了 2． 5% 的情況下，優(yōu)化設(shè)計后橫梁的大位移從 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。

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(wǎng)格數(shù)量和歧異網(wǎng)格的生成，針對橫梁體上對分析結(jié)果影響不大的圓角、小孔和臺階等結(jié)構(gòu)作一定的簡化處理( 即忽略不計) ; 采用 10 節(jié)點四面體有限單元網(wǎng)格對橫梁體有限元模型進(jìn)行網(wǎng)格劃分，劃分結(jié)果為: 橫梁部件中的單元數(shù)目為 328 149，節(jié)點數(shù)目為 397 719。由于設(shè)計真主要分析的目的為橫梁體在受力情況下的變形情況，并且考慮到模型的大小和計算機的計算量，將溜板、滑枕式鏜銑頭等三維模型簡化為0D集中質(zhì)量單元，并采用1D單元連接，具體簡化模型如圖5所示。橫梁體有限元劃分結(jié)構(gòu)如圖 4 所示。

文獻(xiàn)［4］中數(shù)控機床尤其是銑床，橫梁是很關(guān)鍵的結(jié)構(gòu)，其設(shè)計水平的好壞直接影響整個機床性能。對于橫梁的優(yōu)化主要從兩方面考慮: ①在不增加質(zhì)量的前提下，使橫梁上的大變形化，提高橫梁的靜剛度; ②優(yōu)化中初階固有頻率不小于設(shè)定值，提高橫梁的動剛度。比較一般橫梁反變形(起拱曲線［6］)加工或鑲裝導(dǎo)軌需調(diào)整精度，卸荷梁無論在加工性能還是使用性能上都更加優(yōu)越。優(yōu)化的具體實施步驟如下: 首先，通過形狀及拓?fù)鋬?yōu)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(yōu)化確定合理的外形尺寸和肋板厚度。CAE 軟件優(yōu)化模塊可以定義多個設(shè)計變量和狀態(tài)變量，設(shè)計變量為自變量，狀態(tài)變量和目標(biāo)函數(shù)都是設(shè)計變量的函數(shù)。如橫梁結(jié)構(gòu)的長、寬、高尺寸以及筋板厚度等定義為設(shè)計變量，橫梁結(jié)構(gòu)變形和應(yīng)力隨設(shè)計變量的變化而變化，是設(shè)計變量的函數(shù)，可以定義為狀態(tài)變量，使結(jié)構(gòu)重量化定義為目標(biāo)函數(shù)。