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振飛機械制造(圖)-方滑枕鏜銑頭-鏜銑頭

超重型數控龍門移動鏜銑床橫梁的有限元分析與結構優化

文獻［7］基于有限元分析方法預估彈性橫梁靜態承載曲線，進而得到橫梁起拱曲線，并通過實驗對起拱曲線進行驗證。

文獻［8］通過對龍門加工中心橫梁關鍵尺寸的靈敏度分析，找出了對橫梁靜變形量和一階頻率影響較大的尺寸變量，上下壁厚是橫梁結構靜變形量靈敏度大的尺寸，縱向筋板是橫梁結構一階固有頻率靈敏度大的尺寸; 以橫梁靜變形量和一階模態頻率為性能指標，結合靈敏度分析結果，采用變尺寸法對橫梁進行結構優化分析，提高了橫梁的靜動態特性，并降低了橫梁的重量。

文獻［9］中數控龍門機床 8 m 長的橫梁材料采用高強度低合金結構鋼 Q345B，采用焊接工藝加工。利用 ANSYS Workbench 對機床橫梁進行了靜動態有限元分析，在此基礎上進行了拓撲優化設計，并且制造出機床。

超重型數控龍門移動鏜銑床橫梁的有限元分析與結構優化

2． 1 建立橫梁體三維模型

分析中初步確定橫梁體截面結構形式及尺寸［1］，如圖 2 所示。按初步設計的橫梁體結構尺寸，應用 Si-emens PLM Software NX7． 5 軟件建立三維模型，具體橫梁體截面形式和三維模型見圖 3 所示。機床橫梁抗彎和扭轉慣性矩大的其剛度就高，采用封閉式截面可保證橫梁的高剛性，所以橫梁形狀為矩形封閉長方體。合理選擇橫梁中肋板，其中橫梁壁厚在 25 mm 左右、肋板厚度在 20 mm 左右，鏜銑頭，采用了橫梁好的截面輪廓和肋板布置方案。

鏜銑頭在應用時的作用

　　鏜銑頭在應用時的作用，銑床對工件進行銑削加工的機床。可以銑削平面、溝槽、輪齒、螺紋和花鍵軸外，還能加工較復雜的型面，效率較刨床高，在機械制造和修理部分得到廣泛應用。跟著機械化進程不斷加劇，數控編程開始廣泛應用與于機床類操縱，極大的開釋了勞動力。數控編程銑床將逐步取代現在的人工操縱。鏜銑頭的銑刀是用于銑削加工的、具有一個或多個刀齒的旋轉刀具。各刀齒依次間歇地切去工件的余量，精密鏜銑頭，主要用于在銑床上加工平面、臺階、溝槽、成形表面和堵截工件等。

　　鏜銑頭主傳動采用方滑枕水平移動式結構，鏜銑頭是本機床的核心部件其設計具有以下特點：

　　* 軸采用 38CrMoTi 滲氮處理，因此具有足夠的硬度及良好精度保持性。

　　* 為避免主軸高速旋轉造成溫升而影響精度，對主軸采用噴油冷卻以降低發熱量，以避免主軸發熱變形。

　　* 主軸采用直流電機與二級變速相結合的方式實現無級變速。

　　* 方滑枕采取縱向大截面結構，方滑枕鏜銑頭，以提高方滑枕的縱向剛度，數控鏜銑頭，提高了方滑枕的整體剛度，有利于機床作強力切削。

　　鏜銑頭是一種大型單柱立式數控鏜銑頭，主軸精度高，具有自動換刀、三坐標聯動及較寬的機床底座等特點。適用于加工各種箱體、模具、板類等復雜零件，可在一次裝夾后自動地連續完成銑、鏜、鉆、鉸、攻絲及二維三維曲面和斜面的精加工，鏜銑頭是理想的現代化加工設備。