超重型数控龙门移动镗铣床横梁的有限元分析与结构优化

卸荷轮下端支撑在卸荷梁上，通过偏心轮与滑枕式镗铣头进给支架连接，该支架固定在溜板体上，偏心轮与支架中间设计有蝶形弹簧，用来调节卸荷轮的卸荷负载。在该机床 Y 轴运行时，卸荷轮在卸荷梁上滚动，卸荷梁顶面按反挠度曲线［1］加工，卸荷轮在卸荷梁上滚动时将溜板和滑枕式镗铣头的重量加载到卸荷梁上，这样对横梁体不产生影响，减少了横梁的变形。横梁体的导轨加工成直线型，保证了镗铣头运行的直线度，从而简化了零件的加工，方便了横梁体的装配，更提高了机床整机的精度和稳定性。镗铣头的主轴结构有何特点镗铣头是安装在工件上，用于加工各种铣床和龙门铣的一种部件，它与主轴连接，用于制造高精密度的机械工业制品。

在有限元仿d真过程中，考虑横梁、溜板、滑枕式镗铣头等的重力对横梁体的影响。在横梁中部施加垂直方向的载荷，模拟滑枕式镗铣头等移到横梁中部时的受力情况。例如根据横梁、溜板、滑枕式镗铣头等横梁部件三维模型的装配位置，在质心上的 0D 集中质量单元上添加横梁、溜板、滑枕式镗铣头等横梁部件的集中质量30 t 的重量，并对横梁体模型空间施加重力加速度:9． 81 m / s2。这样，镗铣头、铣床、和铣刀相互促进发展，生产工艺也会逐渐从简单到复杂，从低精度到高精度，终实现更高效、更完善的数控铣削加工。横梁体有限元分析中约束结果如图7 所示。

2． 2 建立横梁体有限元模型

运用 Siemens PLM Software NX7． 5 软件高de 级分析模块建立横梁有限元分析模型，为了减少有限元网格数量和歧异网格的生成，针对横梁体上对分析结果影响不大的圆角、小孔和台阶等结构作一定的简化处理( 即忽略不计) ; 采用 10 节点四面体有限单元网格对横梁体有限元模型进行网格划分，划分结果为: 横梁部件中的单元数目为 328 149，节点数目为 397 719。横梁体有限元划分结构如图 4 所示。切记使用当中不能用手接触刀具，如果需要更换机器必须先切断电源使机器停止工作后在进行更换的操作。