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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

2. 5 结果分析

通过超重型数控龙门移动镗铣床横梁有限元优化分析结果表 2，观察其位移和应力结果是比较好的。其次在溜板与横梁的接触面、丝杠螺母安装处和立柱与横梁接触的内侧下方处有一定的应力集中，但是都比较小，可以考虑加强横梁上端辅助导轨的强度来降低其大应力。

横梁大位移发生在横梁主导轨面外边缘上与溜板等接触的位置，优化后大位移值为 0． 192 mm。设计开发卸荷梁与卸荷轮装置来d解决该机床超长横梁受力后位移问题，卸荷梁与卸荷轮装置用于消除溜板和滑枕式镗铣头重力对横梁体位移的影响。主导轨面横梁向前倾覆比较小，但由于横梁上面辅助导轨向前的弯曲会造成溜板等向前倾覆位移增加，所以在横梁上增加了一条防倾镶钢导轨，同时加强横梁上面辅助导轨的刚度，减少了滑枕式镗铣头的前倾位移。

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

2． 4 横梁有限元优化

对超重型数控龙门移动镗铣床横梁进行结构优化设计。应用 Siemens PLM Software NX7． 5 软件进行横梁有限元优化设计［10 － 11］，对原横梁结构进行减轻重量，从而达到横梁结构轻量化设计的目标。创建求解方案，东营动力头厂家，选择 NX NASTＲAN 有限元优化模块进行横梁优化设计。减小横梁壁厚和加强肋厚度，从而减少了横梁质量，具体在横梁质量减少 2． 5% 的情况下对机床横梁静特性进行了有限元优化设计。表 2 为优化前后横梁静特性对比，可见在横梁质量减少了 2． 5% 的情况下，优化设计后横梁的大位移从 0． 25 mm 减小到0． 192 mm，即横梁的大位移减少了 23． 2% ; 也就是说在横梁载荷不变的情况下横梁的静刚度提高了23． 2% ，有。

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2. 3 有限元分析

观察横梁有限元分析的节点位移和变形，滑枕式镗铣头等移到横梁中部时横梁的受力和变形都是大。如图 8 所示，这时横梁受力发生弯曲变形，并向前倾覆，大位移为 0． 258 mm。观察这时横梁 Z 轴方向上的节点位移和变形，如图 9 所示，横梁受力发生弯曲变形，数控动力头厂家，Z 轴方向上大位移为 0． 250 mm，这个位移值偏大，要减少。

同时观察这时横梁受力的应力分布，如图 10 所示，小型动力头厂家，横梁因受力变形，应力主要集中在溜板与横梁的接触面、丝杠螺母安装处和立柱与横梁接触的内侧下方处，大应力约为 42 MPa，小于 HT200 材料的许用应力即表 1 中该材料的屈服强度 135 MPa。