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。它的应用比较频繁，镗铣头是机械的核心部件，镗铣头的维护保养很重要。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。

2． 6 机床卸荷梁与卸荷轮装置［1］

卸荷梁与卸荷轮装置用于消除溜板和滑枕式镗铣头等重力对该机床横梁体位移可能较大的问题。卸荷梁的设计原理是通过预先计算重量，在横梁上设置一个带曲线的卸荷梁，卸荷梁为钢结构件制成，由双支点将所受之力由丝杆传递于立柱上，避免了横梁产生弯曲变形，以消除溜板和滑枕镗铣头对横梁直线度的挠度影响。主轴电动机具有高功率和高性能，可以实现从低转速向高转速的过度，其钻孔攻牙主轴头属于动力部件，不仅能进行钻孔、攻牙作业，也能与多轴器配合使用提升工作效率，可用于对精度要求较高的加工需求。横梁导轨可加工成直线，保证镗铣头运动的直线度并使溜板与横梁导轨面均匀接触。比较一般横梁反变形( 起拱曲线［6］) 加工或镶装导轨需调整精度，卸荷梁无论在加工性能还是使用性能上都更加优越。

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。更换刀（镗刀头）具时，必须先停机，经确认后才能更换，更换时应该注意刀刃的伤害。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。横梁体有限元分析中约束结果如图7 所示。