煙臺(tái)數(shù)控方滑枕鏜銑頭價(jià)格推薦廠家
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
2. 5 結(jié)果分析
通過超重型數(shù)控龍門移動(dòng)鏜銑床橫梁有限元優(yōu)化分析結(jié)果表 2，觀察其位移和應(yīng)力結(jié)果是比較好的。而龍門鏜銑頭也叫鏜銑動(dòng)力頭，主要是由主軸、滑枕部分、進(jìn)給部分、平衡油缸以及主傳動(dòng)箱幾個(gè)主要結(jié)構(gòu)組成，其中，主軸錐孔是氣動(dòng)拉刀，使用的油泵可以和機(jī)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(cè)下方處有一定的應(yīng)力集中，但是都比較小，可以考慮加強(qiáng)橫梁上端輔助導(dǎo)軌的強(qiáng)度來降低其大應(yīng)力。
橫梁大位移發(fā)生在橫梁主導(dǎo)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(shè)計(jì)開發(fā)卸荷梁與卸荷輪裝置來徹底d解決該機(jī)床超長(zhǎng)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(duì)橫梁體位移的影響。跟著機(jī)械化進(jìn)程不斷加劇，數(shù)控編程開始廣泛應(yīng)用與于機(jī)床類操縱，極大的開釋了勞動(dòng)力。主導(dǎo)軌面橫梁向前傾覆比較小，但由于橫梁上面輔助導(dǎo)軌向前的彎曲會(huì)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(dǎo)軌，同時(shí)加強(qiáng)橫梁上面輔助導(dǎo)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(duì)超重型數(shù)控龍門移動(dòng)鏜銑床橫梁進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)。應(yīng)用 Siemens PLM Software NX7． 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)。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(jì)。可以銑削平面、溝槽、輪齒、螺紋和花鍵軸外，還能加工較復(fù)雜的型面，效率較刨床高，在機(jī)械制造和修理部分得到廣泛應(yīng)用。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(duì)機(jī)床橫梁靜特性進(jìn)行了有限元優(yōu)化設(shè)計(jì)。表 2 為優(yōu)化前后橫梁靜特性對(duì)比，可見在橫梁質(zhì)量減少了 2． 5% 的情況下，優(yōu)化設(shè)計(jì)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(jī)床橫梁研究進(jìn)展
橫梁是超重型數(shù)控龍門移動(dòng)鏜銑床中的主要支承部件，橫梁結(jié)構(gòu)的好壞直接影響到機(jī)床的使用性能和制造成本。要提高機(jī)床的加工效率、精度，必須考慮機(jī)床結(jié)構(gòu)中橫梁的剛度等靜態(tài)特性。使用時(shí)操作人員應(yīng)穿戴好保護(hù)設(shè)備，防止發(fā)生危險(xiǎn)，認(rèn)真檢查各個(gè)部件的運(yùn)行狀況，并清除干凈周邊的障礙物，確認(rèn)安全后再使用。國(guó)內(nèi)外在機(jī)床橫梁研究方面主要采用有限元分析方法，對(duì)機(jī)床橫梁結(jié)構(gòu)剛度進(jìn)行評(píng)估。
在數(shù)控龍門機(jī)床橫梁體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中，文獻(xiàn)［2］中有橫梁體板筋形式、橫梁體截面形狀及導(dǎo)軌的分布形式可以參考。文獻(xiàn)［3］中不同筋板結(jié)構(gòu)的橫梁抗彎、抗扭能力不同，O 字型結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)橫梁各階固有頻率高。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。通過改變橫梁體的結(jié)構(gòu)形式，如: 改變橫梁體截面的長(zhǎng)度和寬度、內(nèi)腔筋板的結(jié)構(gòu)形式、橫梁導(dǎo)軌的尺寸大小和厚度、橫梁體的壁厚和關(guān)鍵部位筋板的壁厚等，來提高橫梁體剛性等性能。
