專業(yè)定制鏜銑頭供應(yīng)商誠信企業(yè)「多圖」
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(jié)構(gòu)優(yōu)化
卸荷輪下端支撐在卸荷梁上，通過偏心輪與滑枕式鏜銑頭進(jìn)給支架連接，該支架固定在溜板體上，偏心輪與支架中間設(shè)計有蝶形彈簧，用來調(diào)節(jié)卸荷輪的卸荷負(fù)載。在該機(jī)床 Y 軸運(yùn)行時，卸荷輪在卸荷梁上滾動，卸荷梁頂面按反撓度曲線［1］加工，卸荷輪在卸荷梁上滾動時將溜板和滑枕式鏜銑頭的重量加載到卸荷梁上，這樣對橫梁體不產(chǎn)生影響，減少了橫梁的變形。龍門鏜銑頭zui大的優(yōu)點(diǎn)是改善和擴(kuò)大了臥銑的功能，同時也擴(kuò)大了鏜床在實際工作中的加工范圍。橫梁體的導(dǎo)軌加工成直線型，保證了鏜銑頭運(yùn)行的直線度，從而簡化了零件的加工，方便了橫梁體的裝配，更提高了機(jī)床整機(jī)的精度和穩(wěn)定性。
結(jié)合超重型數(shù)控龍門移動鏜銑床中橫梁與立柱、絲杠螺母副的實際裝配情況，對相應(yīng)接觸面進(jìn)行約束其對應(yīng)的自由度，約束條件為橫梁兩端固定，動梁橫梁體自由度約束見圖 6 所示。橫梁的邊界條件和受力橫梁的上下運(yùn)動( Z 向) 是通過絲杠驅(qū)動。應(yīng)用SiemensPLMSoftwareNX7．5軟件進(jìn)行橫梁有限元優(yōu)化設(shè)計［10－11］，對原橫梁結(jié)構(gòu)進(jìn)行減輕重量，從而達(dá)到橫梁結(jié)構(gòu)輕量化設(shè)計的目標(biāo)。通過壓板，橫梁緊貼在立柱的導(dǎo)軌面，靜壓導(dǎo)軌接觸面處由靜壓油支撐，靜壓油支撐剛度大。因此，在橫梁上下移動的情況下，其 X 向接觸面和 Z 向接觸面完全固定，在有限元建模中，此處 X 方向和 Z 方向施加單方向的約束。橫梁 Y 方向兩端運(yùn)動固定，因此，在有限元模型中約束也按照實際情況施加。
溜板與滑枕通過絲杠驅(qū)動系統(tǒng)可在橫梁上左右移動( 見圖 1) ，在單個導(dǎo)軌面上溜板與橫梁有左右 2 個接觸面，同立柱導(dǎo)軌一樣，橫梁靜壓導(dǎo)軌的各接觸面也均為靜壓油支撐，通過壓板等可保證溜板緊貼橫梁的導(dǎo)軌面。
2． 2 建立橫梁體有限元模型
運(yùn)用 Siemens PLM Software NX7． 5 軟件高de 級分析模塊建立橫梁有限元分析模型，為了減少有限元網(wǎng)格數(shù)量和歧異網(wǎng)格的生成，針對橫梁體上對分析結(jié)果影響不大的圓角、小孔和臺階等結(jié)構(gòu)作一定的簡化處理( 即忽略不計) ; 采用 10 節(jié)點(diǎn)四面體有限單元網(wǎng)格對橫梁體有限元模型進(jìn)行網(wǎng)格劃分，劃分結(jié)果為: 橫梁部件中的單元數(shù)目為 328 149，節(jié)點(diǎn)數(shù)目為 397 719。鏜銑頭是機(jī)床中常使用，同時也是為核心和技術(shù)含量比較高的部件之一，因此在使用過程中人們一定要注意隨時保養(yǎng)，這樣才可以維護(hù)設(shè)備性能，同時還可以延長其使用壽命。橫梁體有限元劃分結(jié)構(gòu)如圖 4 所示。
