專業(yè)定制鏜銑頭供應(yīng)商誠(chéng)信企業(yè)「多圖」
2020-11-04
超重型數(shù)控龍門移動(dòng)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(guò)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(jì)有蝶形彈簧，用來(lái)調(diào)節(jié)卸荷輪的卸荷負(fù)載。在該機(jī)床 Y 軸運(yùn)行時(shí)，卸荷輪在卸荷梁上滾動(dòng)，卸荷梁頂面按反撓度曲線［1］加工，卸荷輪在卸荷梁上滾動(dòng)時(shí)將溜板和滑枕式鏜銑頭的重量加載到卸荷梁上，這樣對(duì)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(shí)也擴(kuò)大了鏜床在實(shí)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(jiǎn)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(dòng)鏜銑床中橫梁與立柱、絲杠螺母副的實(shí)際裝配情況，對(duì)相應(yīng)接觸面進(jìn)行約束其對(duì)應(yīng)的自由度，約束條件為橫梁兩端固定，動(dòng)梁橫梁體自由度約束見(jiàn)圖 6 所示。橫梁的邊界條件和受力橫梁的上下運(yùn)動(dòng)( Z 向) 是通過(guò)絲杠驅(qū)動(dòng)。應(yīng)用SiemensPLMSoftwareNX7．5軟件進(jìn)行橫梁有限元優(yōu)化設(shè)計(jì)［10－11］，對(duì)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(jì)的目標(biāo)。通過(guò)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(dòng)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(dòng)固定，因此，在有限元模型中約束也按照實(shí)際情況施加。
溜板與滑枕通過(guò)絲杠驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)可在橫梁上左右移動(dòng)( 見(jiàn)圖 1) ，在單個(gè)導(dǎo)軌面上溜板與橫梁有左右 2 個(gè)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(guò)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(jí)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(duì)橫梁體上對(duì)分析結(jié)果影響不大的圓角、小孔和臺(tái)階等結(jié)構(gòu)作一定的簡(jiǎn)化處理( 即忽略不計(jì)) ; 采用 10 節(jié)點(diǎn)四面體有限單元網(wǎng)格對(duì)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(shí)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(guò)程中人們一定要注意隨時(shí)保養(yǎng)，這樣才可以維護(hù)設(shè)備性能，同時(shí)還可以延長(zhǎng)其使用壽命。橫梁體有限元?jiǎng)澐纸Y(jié)構(gòu)如圖 4 所示。
