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超重型數控龍門移動鏜銑床橫梁的有限元分析與結構優(yōu)化

通過 Siemens PLM Software NX7． 5 軟件三維有限元仿d真優(yōu)化分析，得到滿足相關要求的超重型數控龍門移動鏜銑床橫梁體的結構形式與尺寸; 在此基礎上橫梁采用卸荷梁和卸荷輪等結構優(yōu)化來消除溜板和滑枕式鏜銑頭的重力對橫梁變形的影響。由文獻［1］可知成功設計制造了超重型數控龍門鏜銑床，滿足用戶的加工要求。

超重型數控龍門移動鏜銑床橫梁的有限元分析與結構優(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給支架連接，該支架固定在溜板體上，偏心輪與支架中間設計有蝶形彈簧，用來調節(jié)卸荷輪的卸荷負載。在該機床 Y 軸運行時，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，這樣對橫梁體不產生影響，減少了橫梁的變形。橫梁體的導軌加工成直線型，保證了鏜銑頭運行的直線度，從而簡化了零件的加工，方便了橫梁體的裝配，更提高了機床整機的精度和穩(wěn)定性。

超重型數控龍門移動鏜銑床橫梁的有限元分析與結構優(yōu)化

運用 Siemens PLM Software NX7． 5 軟件建立溜板、鏜銑頭滑枕等三維實體模型。由于設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 集中質量單元，并采用1D 單元連接，具體簡化模型如圖 5 所示。

橫梁 體 采 用 鑄 鐵 材 料 HT200，在 Siemens PLMSoftware NX7． 5 軟件材料庫中選用相應材料參數，如表 1 所示。