龙门加工中心横梁部件静态特性分析

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1、第!"卷第#期四川理工学院学报!自然科学版">(-?!"@<(?#!$%&年%$月'()*+,-(./012),+3+045*6078(./105+159:+;0+55*0+;!<,7)*,-/105+15:=070(+"A17?!$%&文章编号!!"#$%!&'(")*!$#*&%**)#%*'+,-!!*.$("(/0.1223.!"#$%!&'(.)*!$.*&.**#龙门加工中心横梁部件静态特性分析刘学文#刘康#刘光磊#张志鹏!四川理工学院机械工程学院"四川自贡"J&$$$#44摘4要!横梁部件是龙门加工中心的关键部件#横梁上悬挂着主轴系统#横梁部件的变形对整机的性能有直接的影响$在建

2、立横梁部件实体模型和有限元模型的基础上#通过K

3、力和切削力共同作用下多种工况下的位移'应力于大型零件的加工"在航空'航天'汽车'模具等制造行等结果参数&并对静力分析结果做了详细分析和评价"$!%业中得到广泛的应用&机床的性能直接影响到零件找出横梁部件结构薄弱的部分及影响加工精度的因素"$&%的加工精度"横梁部件是龙门加工中心机床的运动部为结构设计改进提供理论依据和参考&件"因此横梁部件的静动态特性将直接影响到机床的加%横梁部件的建模工性能&文献$J%对PQ%$!$龙门上加工中心横梁部件做了静变形计算'模态分析和动力响应分析"找出影响!5!横梁部件的实体模型建立整机动态性能的薄弱环节并提出结构设计修改方向(文龙门加工中心横梁部件主要由横梁'十

4、字滑座'滑献$#%对RST&$$$机床各主要部件及整机做了静动态枕'主轴等部件等组成"由于横梁结构内部有许多加强特性分析(文献$"%利用现代设计方法对某型号龙门镗筋"结构复杂"用有限元软件建模非常复杂"因此用铣床横梁结构静动态特性分析并通过参数优化方法对/(-0=U(*G6软件建立出横梁的三维模型"如图%所示&横梁结构进行的优化(文献$C%对国产的龙门加工中心!5)模型简化横梁关键部件用K

5、影响&但对机床行适当的简化"采取以下简化措施)静态特性分析只是作了简单的分析"分析了在切削加工!%#去除较小的圆角和倒角&状态下龙门加工中心机床总体的变形&!!#省去非关键部分"如丝杠在系统中起传动作用本文根据四川某企业提供的RST%"$$K型机床技等"在静力分析中"可以将其去掉&收稿日期!!$%&B$&B$C作者简介!刘学文!%DE#B"#男#四川南充人#硕士生#主要从事数控机床关键技术方面的研究#!:BF,0-"G55+!&%#H60+,I1(F!E四川理工学院学报!自然科学版"@@@@@@@@@@@@!$%&年%$月分析和动态静力分析&静力分析的方程为)$!%*"+#*$+!%#其中"$

6、!%为刚度矩阵"*"+为位移矩阵"$$%为静力载荷矩阵&静力分析中不考虑随时间变化的载荷"忽略惯性力和阻尼&如果假设材料为线弹性"结构小变形"则$!%为常数&通过!%#式"可以计算出结构件的位移&)5)静力学分析求解机床的静力学分析是用来计算机床结构在固定载图!横梁三维实体模型荷下的效应"即稳态载荷引起的系统或部件的位移'应!5$横梁部件有限元模型建立力和应变等&横梁部件同时承担着P'L'Y三轴方向的将简化后的模型文件保存为!I6,7格式文件"然后进给运动"在加工过程中"随着十字滑座'滑枕和主轴系$E%导入K

7、"横梁部件的变自动网格划分的方式"得到横梁部件的有限元模型"如形也随之变化&横梁上悬挂着主轴系统"横梁部件的变图!所示&形直接影响机床的加工精度&因此"横梁部件成为了龙表!横梁组件材料属性门加工中心的关键部件"同时也是同类型机床部件刚性材料名称VO&$$结构钢硬质合金相对薄弱的部件&弹性模量!W,#%?#C:%%!:%%!:%%机床的性能很大程度上由其动静态性能所决定的&泊松比$?!C$?&$?&