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

文献［4］中数控机床尤其是铣床，横梁是很关键的结构，其设计水平的好坏直接影响整个机床性能。对于横梁的优化主要从两方面考虑: ①在不增加质量的前提下，使横梁上的大变形化，提高横梁的静刚度; ②优化中初阶固有频率不小于设定值，提高横梁的动刚度。优化的具体实施步骤如下: 首先，通过形状及拓扑优化确定横梁佳的截面轮廓和肋板布置方案，得到概念模型; 其次，机床动力头厂家，通过尺寸优化确定合理的外形尺寸和肋板厚度。CAE 软件优化模块可以定义多个设计变量和状态变量，设计变量为自变量，状态变量和目标函数都是设计变量的函数。如横梁结构的长、宽、高尺寸以及筋板厚度等定义为设计变量，横梁结构变形和应力随设计变量的变化而变化，是设计变量的函数，可以定义为状态变量，使结构重量化定义为目标函数。

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

2. 5 结果分析

通过超重型数控龙门移动镗铣床横梁有限元优化分析结果表 2，观察其位移和应力结果是比较好的。其次在溜板与横梁的接触面、丝杠螺母安装处和立柱与横梁接触的内侧下方处有一定的应力集中，但是都比较小，可以考虑加强横梁上端辅助导轨的强度来降低其大应力。

横梁大位移发生在横梁主导轨面外边缘上与溜板等接触的位置，优化后大位移值为 0． 192 mm。设计开发卸荷梁与卸荷轮装置来d解决该机床超长横梁受力后位移问题，卸荷梁与卸荷轮装置用于消除溜板和滑枕式镗铣头重力对横梁体位移的影响。主导轨面横梁向前倾覆比较小，但由于横梁上面辅助导轨向前的弯曲会造成溜板等向前倾覆位移增加，所以在横梁上增加了一条防倾镶钢导轨，同时加强横梁上面辅助导轨的刚度，减少了滑枕式镗铣头的前倾位移。

龙门镗铣头镗与铣的区别

　　在现代机床行业中，龙门镗铣头是一种不可或缺的机床附件，主要应用于铣床上，在了解龙门镗铣头之前，让我们先来看看铣床这一种机床种类都有哪些作用。顾名思义，铣床是用于对工件进行铣削加工的机床，既可以铣削工件平面，对工件进行沟槽、轮齿、螺纹和花键轴，同时还能够加工一些比较复杂的型面，具有结构简单、操作方便、等优势，被广泛适用于机械制造行业中。

　　而龙门镗铣头也叫镗铣动力头，主要是由主轴、滑枕部分、进给部分、平衡油缸以及主传动箱几个主要结构组成，其中，主轴锥孔是气动拉刀，使用的油泵可以和机器上的油泵站通用；滑枕部分是安装在主轴箱里面，可以在箱体中上下移动，机械动力头厂家，有一定的刚性；进给部分可以实现进给移动，使用滚珠丝杆转变，安装上进给箱，在伺服电机和减速机的作用下，可以有获得快档和慢档的进给；平衡油缸是安装在方滑枕两端，由液压站供油，接到油缸端部。

　　从龙门镗铣头的字面上来看，“镗”和“铣”是两个完全不同的概念，其中“铣削”，一般是指用刀盘或者棒铣刀（也叫立铣刀）进行的加工，这种刀属于通用刀具；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。有时候我们在加工有特殊要求的通孔时，还会用到粗铣后精镗和粗镗后精镗两种方式，这两种工艺的区别在于，粗铣后的精镗效率稍高，而粗镗后精镗加工的形位公差较高。简而言之，铣是平面加工，镗是内部加工。

　　龙门镗铣头zui大的优点是改善和扩大了卧铣的功能，同时也扩大了镗床在实际工作中的加工范围。立铣头结构，像是它的主轴刚性强，传送功率大，可以适用于维修和加工生产等，它是一种机械方式的快装快换立铣头，动力头厂家，可以进行平面，车床动力头厂家，沟槽等等的加工。在使用方面，范围广泛，更加方便，操作灵活等实现了一机多用。

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