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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

1 大型龙门机床横梁研究进展

横梁是超重型数控龙门移动镗铣床中的主要支承部件，横梁结构的好坏直接影响到机床的使用性能和制造成本。要提高机床的加工效率、精度，必须考虑机床结构中横梁的刚度等静态特性。国内外在机床横梁研究方面主要采用有限元分析方法，对机床横梁结构刚度进行评估。

在数控龙门机床横梁体结构设计过程中，文献［2］中有横梁体板筋形式、横梁体截面形状及导轨的分布形式可以参考。文献［3］中不同筋板结构的横梁抗弯、抗扭能力不同，O 字型结构横梁除了工艺性能之外，抗弯抗扭性能也比其他横梁好，而且各阶固有频率也比其他结构横梁各阶固有频率高。通过改变横梁体的结构形式，如: 改变横梁体截面的长度和宽度、内腔筋板的结构形式、横梁导轨的尺寸大小和厚度、横梁体的壁厚和关键部位筋板的壁厚等，来提高横梁体刚性等性能。

镗铣头的六大优点

　　镗铣头主轴电机采用了、高功率的电机，可以有低转速到高转速的多种转速。钻孔攻牙主轴头属于动力部件，可以安装多轴器提升加工效率，也可以用来完成钻孔和攻牙。

　　镗铣头的用途非常广泛，可以用于车辆、机械制造、电机、模具、机床工具等行业中的制造加工，铣头哪个牌子好，可以完成镗、铣、铰、攻多种功能。

　　镗铣头的六大优点：

　　1、由于进给与旋转是同步进行，因此很薄或很软的材料也能被有效地加工.

　　2、适应性强，可以很方便地调整加工螺纹的直径，螺距及行程.

　　3、行程长，附件种类多，可以方便地将单轴攻丝头换成多轴攻丝头，能同时满足用户小批量和大批量生产需要.

　　4、不断响应用户对钻孔加工的高速化 ，钻削动力头，风电式底座型.

　　5、镗铣头主轴旋转由电力，进给及控制由压缩空气压力进行的性能价格比zui的钻削装置，根据加工条件可以从丰富的机种中选择zui适合的型号.

　　6、底座型结构的，高刚性钻削装置，主轴电动机采用了，高功率的电动机，具有从低转速到高转速广泛的类型.钻孔攻牙主轴头属动力部件，可钻孔、攻牙作业，也可配装多轴器，提升效率.是精度要求较高之产品加工，量产型产品可配作自动化作业.

　　振飞镗铣头适应性强，可以很方便地调整加工螺纹的直径，螺距及行程。由于刀具进给与旋转是同步进行，因此很薄或很软的材料也能被有效地加工。底座型结构的，高刚性钻削装置，自动铣头哪个牌子好，主轴电动机采用了，高功率的电动机，具有从低转速到高转速广泛的类型。主轴旋转由电力，进给及控制由压缩空气压力进行的性能价格比zui的钻削装置，根据加工条件可以从丰富的机种中选择zui适合的型号。近年来，随着工业的不断发展，镗铣头被广泛应用与各个行业。不但带来了巨大的经济效益，还深受新老用户的青睐与厚爱。大家知道，镗铣头不同于日用品。

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［5］考虑了大型龙门机床横梁部件中各零件间结合面，对其静刚度进行了有限元分析，理论分析结果有较好的实用价值。

文献［6］针对数控重型龙门铣床超跨距横梁由于跨度大质量大，安装完毕后由于重力和溜板、滑枕作用力会向下弯曲，其中 Z 向导轨面的大挠度可达到1 mm，严重影响加工精度的问题，90度直角铣头哪个牌子好，采用对导轨面预起拱的方法来补偿横梁变形对加工精度的影响。对超跨距横梁 Z 向导轨面起拱曲线进行了设计，并用优化算法对其进行了优化。首先用有限元方法仿d真计算了超跨距横梁实际工作时的变形，并拟合了横梁 Z 向导轨变形的变形曲线． 考虑了溜板左右 2 个接触面对变形曲线的影响，采用优化算法分多种情况设计和优化了起拱曲线。经分析，采用优化算法得到起拱曲线远优于以往起拱曲线设计方法的效果。通过优化设计，机床铣刀头水平移动直线度误差和角度偏差已经远低于规定的值。