煙臺數(shù)控方滑枕鏜銑頭價格推薦廠家
2020-11-04
超重型數(shù)控龍門移動鏜銑床橫梁的有限元分析與結構優(yōu)化
2. 5 結果分析
通過超重型數(shù)控龍門移動鏜銑床橫梁有限元優(yōu)化分析結果表 2，觀察其位移和應力結果是比較好的。而龍門鏜銑頭也叫鏜銑動力頭，主要是由主軸、滑枕部分、進給部分、平衡油缸以及主傳動箱幾個主要結構組成，其中，主軸錐孔是氣動拉刀，使用的油泵可以和機器上的油泵站通用。其次在溜板與橫梁的接觸面、絲杠螺母安裝處和立柱與橫梁接觸的內(nèi)側下方處有一定的應力集中，但是都比較小，可以考慮加強橫梁上端輔助導軌的強度來降低其大應力。
橫梁大位移發(fā)生在橫梁主導軌面外邊緣上與溜板等接觸的位置，優(yōu)化后大位移值為 0． 192 mm。設計開發(fā)卸荷梁與卸荷輪裝置來徹底d解決該機床超長橫梁受力后位移問題，卸荷梁與卸荷輪裝置用于消除溜板和滑枕式鏜銑頭重力對橫梁體位移的影響。跟著機械化進程不斷加劇，數(shù)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。主導軌面橫梁向前傾覆比較小，但由于橫梁上面輔助導軌向前的彎曲會造成溜板等向前傾覆位移增加，所以在橫梁上增加了一條防傾鑲鋼導軌，同時加強橫梁上面輔助導軌的剛度，減少了滑枕式鏜銑頭的前傾位移。
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行結構優(yōu)化設計。應用 Siemens PLM Software NX7． 5 軟件進行橫梁有限元優(yōu)化設計［10 － 11］，對原橫梁結構進行減輕重量，從而達到橫梁結構輕量化設計的目標。創(chuàng)建求解方案，選擇 NX NASTＲAN 有限元優(yōu)化模塊進行橫梁優(yōu)化設計?？梢糟娤髌矫?、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。減小橫梁壁厚和加強肋厚度，從而減少了橫梁質量，具體在橫梁質量減少 2． 5% 的情況下對機床橫梁靜特性進行了有限元優(yōu)化設計。表 2 為優(yōu)化前后橫梁靜特性對比，可見在橫梁質量減少了 2． 5% 的情況下，優(yōu)化設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。
1 大型龍門機床橫梁研究進展
橫梁是超重型數(shù)控龍門移動鏜銑床中的主要支承部件，橫梁結構的好壞直接影響到機床的使用性能和制造成本。要提高機床的加工效率、精度，必須考慮機床結構中橫梁的剛度等靜態(tài)特性。使用時操作人員應穿戴好保護設備，防止發(fā)生危險，認真檢查各個部件的運行狀況，并清除干凈周邊的障礙物，確認安全后再使用。國內(nèi)外在機床橫梁研究方面主要采用有限元分析方法，對機床橫梁結構剛度進行評估。
在數(shù)控龍門機床橫梁體結構設計過程中，文獻［2］中有橫梁體板筋形式、橫梁體截面形狀及導軌的分布形式可以參考。文獻［3］中不同筋板結構的橫梁抗彎、抗扭能力不同，O 字型結構橫梁除了工藝性能優(yōu)越之外，抗彎抗扭性能也比其他橫梁好，而且各階固有頻率也比其他結構橫梁各階固有頻率高。超重型數(shù)控龍門移動鏜銑床橫梁的有限元分析與結構優(yōu)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。通過改變橫梁體的結構形式，如: 改變橫梁體截面的長度和寬度、內(nèi)腔筋板的結構形式、橫梁導軌的尺寸大小和厚度、橫梁體的壁厚和關鍵部位筋板的壁厚等，來提高橫梁體剛性等性能。
