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
通过 Siemens PLM Software NX7． 5 软件三维有限元仿d真优化分析，得到满足相关要求的超重型数控龙门移动镗铣床横梁体的结构形式与尺寸; 在此基础上横梁采用卸荷梁和卸荷轮等结构优化来消除溜板和滑枕式镗铣头的重力对横梁变形的影响。由文献［1］可知成功设计制造了超重型数控龙门镗铣床，满足用户的加工要求。
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，五轴数控铣头价格，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，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，吉林五轴数控铣头，可以定义为状态变量，使结构重量化定义为目标函数。
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结合超重型数控龙门移动镗铣床中横梁与立柱、丝杠螺母副的实际装配情况，对相应接触面进行约束其对应的自由度，约束条件为横梁两端固定，动梁横梁体自由度约束见图 6 所示。横梁的边界条件和受力横梁的上下运动( Z 向) 是通过丝杠驱动。通过压板，横梁紧贴在立柱的导轨面，静压导轨接触面处由静压油支撑，五轴数控铣头厂家批发，静压油支撑刚度大。因此，在横梁上下移动的情况下，其 X 向接触面和 Z 向接触面完全固定，五轴数控铣头厂家，在有限元建模中，此处 X 方向和 Z 方向施加单方向的约束。横梁 Y 方向两端运动固定，因此，在有限元模型中约束也按照实际情况施加。
溜板与滑枕通过丝杠驱动系统可在横梁上左右移动( 见图 1) ，在单个导轨面上溜板与横梁有左右 2 个接触面，同立柱导轨一样，横梁静压导轨的各接触面也均为静压油支撑，通过压板等可保证溜板紧贴横梁的导轨面。
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