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2020-11-04
超重型數(shù)控龍門移動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，用來調(diào)節(jié)卸荷輪的卸荷負(fù)載。在該機(jī)床 Y 軸運(yùn)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(chǎn)生影響，減少了橫梁的變形。它的應(yīng)用比較頻繁，鏜銑頭是機(jī)械的核心部件，鏜銑頭的維護(hù)保養(yǎng)很重要。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。
2． 6 機(jī)床卸荷梁與卸荷輪裝置［1］
卸荷梁與卸荷輪裝置用于消除溜板和滑枕式鏜銑頭等重力對該機(jī)床橫梁體位移可能較大的問題。卸荷梁的設(shè)計(jì)原理是通過預(yù)先計(jì)算重量，在橫梁上設(shè)置一個帶曲線的卸荷梁，卸荷梁為鋼結(jié)構(gòu)件制成，由雙支點(diǎn)將所受之力由絲桿傳遞于立柱上，避免了橫梁產(chǎn)生彎曲變形，以消除溜板和滑枕鏜銑頭對橫梁直線度的撓度影響。主軸電動機(jī)具有高功率和高性能，可以實(shí)現(xiàn)從低轉(zhuǎn)速向高轉(zhuǎn)速的過度，其鉆孔攻牙主軸頭屬于動力部件，不僅能進(jìn)行鉆孔、攻牙作業(yè)，也能與多軸器配合使用提升工作效率，可用于對精度要求較高的加工需求。橫梁導(dǎo)軌可加工成直線，保證鏜銑頭運(yùn)動的直線度并使溜板與橫梁導(dǎo)軌面均勻接觸。比較一般橫梁反變形( 起拱曲線［6］) 加工或鑲裝導(dǎo)軌需調(diào)整精度，卸荷梁無論在加工性能還是使用性能上都更加優(yōu)越。
在有限元仿d真過程中，考慮橫梁、溜板、滑枕式鏜銑頭等的重力對橫梁體的影響。在橫梁中部施加垂直方向的載荷，模擬滑枕式鏜銑頭等移到橫梁中部時的受力情況。更換刀（鏜刀頭）具時，必須先停機(jī)，經(jīng)確認(rèn)后才能更換，更換時應(yīng)該注意刀刃的傷害。例如根據(jù)橫梁、溜板、滑枕式鏜銑頭等橫梁部件三維模型的裝配位置，在質(zhì)心上的 0D 集中質(zhì)量單元上添加橫梁、溜板、滑枕式鏜銑頭等橫梁部件的集中質(zhì)量30 t 的重量，并對橫梁體模型空間施加重力加速度:9． 81 m / s2。橫梁體有限元分析中約束結(jié)果如圖7 所示。
