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［7］基于有限元分析方法预估弹性横梁静态承载曲线，进而得到横梁起拱曲线，并通过实验对起拱曲线进行验证。

文献［8］通过对龙门加工中心横梁关键尺寸的灵敏度分析，找出了对横梁静变形量和一阶频率影响较大的尺寸变量，上下壁厚是横梁结构静变形量灵敏度大的尺寸，纵向筋板是横梁结构一阶固有频率灵敏度大的尺寸; 以横梁静变形量和一阶模态频率为性能指标，结合灵敏度分析结果，采用变尺寸法对横梁进行结构优化分析，提高了横梁的静动态特性，并降低了横梁的重量。

文献［9］中数控龙门机床 8 m 长的横梁材料采用高强度低合金结构钢 Q345B，小型镗铣头，采用焊接工艺加工。利用 ANSYS Workbench 对机床横梁进行了静动态有限元分析，在此基础上进行了拓扑优化设计，并且制造出机床。

带您了解一下镗铣头

镗铣头，也称为镗铣动力头，是一种应用范围极其广泛的产品。目前来说，镗铣头，在车辆、机械制造、电机、模具、机床工具等行业中的制造加工中都有所涉猎。

镗铣头，可以完成镗、铣、铰、攻多种功能。众所周知，镗铣头主要是由主轴、滑枕部分、进给部分、平衡油缸以及主传动箱几个主要结构组成。主轴锥孔也就是气动拉刀，主要依靠燃料动力来实现生产。其滑枕部分是安装在主轴箱里面。但是，滑枕部分除了字面上的滑动意思外，即可以在箱体中上下移动，它的刚性也还挺不错。进给部分的作用很好理解，就是实现进给移动，其主要的动力来源包括伺服电机和减速机，由此可以实现快档和满档的调换。平衡油缸安装在滑枕两端，通过液压站供油。

***后要说的是镗铣头的动力源头电机。在镗铣头的设计中选用的都是高性能、高功率的电机，这可以提高其工作效率，也可以适应从低转速到高转速的多种转速的需要。

镗铣头在应用时的作用

　　镗铣头在应用时的作用，铣床对工件进行铣削加工的机床。可以铣削平面、沟槽、轮齿、螺纹和花键轴外，还能加工较复杂的型面，精密镗铣头，效率较刨床高，在机械制造和修理部分得到广泛应用。跟着机械化进程不断加剧，数控编程开始广泛应用与于机床类操纵，极大的开释了劳动力。数控编程铣床将逐步取代现在的人工操纵。镗铣头的铣刀是用于铣削加工的、具有一个或多个刀齿的旋转刀具。各刀齿依次间歇地切去工件的余量，数控镗铣头，主要用于在铣床上加工平面、台阶、沟槽、成形表面和堵截工件等。

　　镗铣头主传动采用方滑枕水平移动式结构，镗铣头是本机床的核心部件其设计具有以下特点：

　　* 轴采用 38CrMoTi 渗氮处理，因此具有足够的硬度及良好精度保持性。

　　* 为避免主轴高速旋转造成温升而影响精度，对主轴采用喷油冷却以降低发热量，以避免主轴发热变形。

　　* 主轴采用直流电机与二级变速相结合的方式实现无级变速。

　　* 方滑枕采取纵向大截面结构，以提高方滑枕的纵向刚度，提高了方滑枕的整体刚度，有利于机床作强力切削。

　　镗铣头是一种大型单柱立式数控镗铣头，主轴精度高，具有自动换刀、三坐标联动及较宽的机床底座等特点。适用于加工各种箱体、模具、板类等复杂零件，可在一次装夹后自动地连续完成铣、镗、钻、铰、攻丝及二维三维曲面和斜面的精加工，镗铣头是理想的现代化加工设备。

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