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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
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(lái)調(diào)節(jié)卸荷輪的卸荷負(fù)載。在該機(jī)床 Y 軸運(yùn)行時(shí)，卸荷輪在卸荷梁上滾動(dòng)，卸荷梁頂面按反撓度曲線［1］加工，卸荷輪在卸荷梁上滾動(dòng)時(shí)將溜板和滑枕式鏜銑頭的重量加載到卸荷梁上，這樣對(duì)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(jiǎn)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(duì)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(gè)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(duì)橫梁直線度的撓度影響。主軸電動(dòng)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(dòng)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(duì)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(dòng)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(wú)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(duì)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(shí)的受力情況。更換刀（鏜刀頭）具時(shí)，必須先停機(jī)，經(jīng)確認(rèn)后才能更換，更換時(shí)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(duì)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。
