西藏鏜銑頭價格品質(zhì)售后無憂
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
2． 6 機(jī)床卸荷梁與卸荷輪裝置［1］
卸荷梁與卸荷輪裝置用于消除溜板和滑枕式鏜銑頭等重力對該機(jī)床橫梁體位移可能較大的問題。3、20公斤以上：又被稱為大型鏜銑頭，這類產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)一定比較大，而精度則相對要低，與以上兩種相比，該類產(chǎn)品靈敏度也要弱一些，主要被應(yīng)用在一些大型的機(jī)床上，加工范圍倒是挺廣泛的。卸荷梁的設(shè)計原理是通過預(yù)先計算重量，在橫梁上設(shè)置一個帶曲線的卸荷梁，卸荷梁為鋼結(jié)構(gòu)件制成，由雙支點將所受之力由絲桿傳遞于立柱上，避免了橫梁產(chǎn)生彎曲變形，以消除溜板和滑枕鏜銑頭對橫梁直線度的撓度影響。橫梁導(dǎo)軌可加工成直線，保證鏜銑頭運(yùn)動的直線度并使溜板與橫梁導(dǎo)軌面均勻接觸。比較一般橫梁反變形( 起拱曲線［6］) 加工或鑲裝導(dǎo)軌需調(diào)整精度，卸荷梁無論在加工性能還是使用性能上都更加優(yōu)越。
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(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計。比較一般橫梁反變形(起拱曲線［6］)加工或鑲裝導(dǎo)軌需調(diào)整精度，卸荷梁無論在加工性能還是使用性能上都更加優(yōu)越。應(yīng)用 Siemens PLM Software NX7． 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)。創(chuàng)建求解方案，選擇 NX NASTＲAN 有限元優(yōu)化模塊進(jìn)行橫梁優(yōu)化設(shè)計。減小橫梁壁厚和加強(qiáng)肋厚度，從而減少了橫梁質(zhì)量，具體在橫梁質(zhì)量減少 2． 5% 的情況下對機(jī)床橫梁靜特性進(jìn)行了有限元優(yōu)化設(shè)計。表 2 為優(yōu)化前后橫梁靜特性對比，可見在橫梁質(zhì)量減少了 2． 5% 的情況下，優(yōu)化設(shè)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。
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)點數(shù)目為 397 719。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2．1建立橫梁體三維模型分析中初步確定橫梁體截面結(jié)構(gòu)形式及尺寸［1］，如圖2所示。橫梁體有限元劃分結(jié)構(gòu)如圖 4 所示。
某超重型數(shù)控動梁龍門移動鏜銑床正視圖及各軸方向如圖 1 所示［1］，其機(jī)床基礎(chǔ)件如床身、滑座、立柱、橫梁、工作臺等基礎(chǔ)件均采用樹脂砂造型高強(qiáng)度鑄鐵，并經(jīng)時效處理，連接梁采用高剛性焊接件。由于設(shè)計真主要分析的目的為橫梁體在受力情況下的變形情況，并且考慮到模型的大小和計算機(jī)的計算量，將溜板、滑枕式鏜銑頭等三維模型簡化為0D集中質(zhì)量單元，并采用1D單元連接，具體簡化模型如圖5所示。龍門框架由左右立柱、連接梁等組成，左右立柱上端與連接梁緊固連接，立柱下端直接與滑座緊固連接，形成高剛度的龍門框架結(jié)構(gòu)。圖 1 中 Y 軸: 橫梁與溜板，Z 軸:溜板與滑枕。動梁龍門橫梁上配置有一個大功率的交流調(diào)速滑枕式鏜銑頭，滑枕式鏜銑頭通過溜板與橫梁連接。
