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

有限元分析还表明，滑枕式镗铣头等移到横梁中部时，应力分布比滑枕式镗铣头位于横梁右端时分散。

本文有限元分析主要考虑横梁的静刚度问题，因此结合图 9，在 Z 轴方向上评估横梁上主导轨面内、外边缘的位移曲线图，以此反映出横梁体在溜板和滑枕式镗铣头等重力作用情况下主导轨面竖直向下的位移变形情况，并通过内、外边缘线的位移差反映出横梁体主导轨面由于弯曲变形向前倾覆的位移变形情况。比较横梁主导轨面内、外边缘的位移曲线，横梁受力发生弯曲和倾覆，在 Z 轴方向上大位移发生在主导轨面的内边缘上，大位移为 0． 250 mm，主导轨面内、外边缘线的位移差为 0． 015 mm。总的来说，该横梁体受力后位移偏大，要改进设计。除了外部保养，还要做好内部保养，就像我们平时不能只做面部护理，也要进行内部排s毒一样。

2． 1 建立横梁体三维模型

分析中初步确定横梁体截面结构形式及尺寸［1］，如图 2 所示。按初步设计的横梁体结构尺寸，应用 Si-emens PLM Software NX7． 5 软件建立三维模型，具体横梁体截面形式和三维模型见图 3 所示。机床横梁抗弯和扭转惯性矩大的其刚度就高，采用封闭式截面可保证横梁的高刚性，所以横梁形状为矩形封闭长方体。合理选择横梁中肋板，其中横梁壁厚在 25 mm 左右、肋板厚度在 20 mm 左右，采用了横梁好的截面轮廓和肋板布置方案。对于其主轴箱以及进给变速箱的保养，对于过滤器以及油槽都要做到及时的清洁。

本文利用 CAD/CAE /CAM 集成软件 Siemens PLMSoftware NX7． 5 对上述确定的超重型数控龙门移动镗铣床横梁结构型式进行有限元仿d真，建立横梁体三维模型，并结合实际工况建立有限元模型，约束条件为横梁两端固定，分析横梁体受自重、溜板和镗铣头滑枕等重力作用下的变形情况，得到横梁的应力、应变情况。为能得到超重型数控龙门移动镗铣床横梁部件静变形，本文分别从横梁的弯曲变形、镗铣头主轴箱的前倾等方面进行有限元分析，通过评估横梁受力的分析结果，对初步确定设计的横梁的结构形式进行优化，再在此基础上改进横梁体结构，使机床性能符合要求。而“镗削”则是指在镗刀杆上装上镗刀进行加工，这种镗刀通常是手工刃磨的，叶就是非标刀具。