超宽数控龙门机床横梁结构的设计与优化

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1、万方数据Lb东大学硕士学位论文分类号：丁Hf胗密级：单位代码：／D铷≥学号：洌)脚岁占三紊力孳SHANDONGUN王VERSITY硕士学位论文ThesisforMasterDegree(专业学位)论文题目：匙霍)姥龙门南彝羽噼嘲n洲掣吣硝泓吖眦眈出厶￡反M咖概被作者姓名培养单位培乔早位专业名称指导教师合作导师加仰年f1月万B毛否耷勾套莎谗卉淌匕朋删砌纵多少万方数据山东大学硕士学位论文原创性声明～～～本人郑重声明：所成交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究所得的结果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的科研成果。对本文的研究做出重要贡献的个人

2、和集体，均已在文中以明确方式标明。本声明的法律责任由本人承担。论文作者签名：辚日期：沙f9．，，。≯r关于学位论文使用授权的声明本人完全了解山东大学有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留或向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅；本人授权山东大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文和汇编本学位论文。(保密论文在解密后应遵守此规定)论文作者签名：导师签名：万方数据山东大学硕士学位论文摘要近些年中国机械工业得到了迅猛发展，中国制造业水平也得到大幅的提高，在国防军工、航空航天、船舶、海洋工程、能源、矿山、

3、工程机械等行业，对机械产品的要求越来越高，如高效、高精度、智能化、可靠性等方面，这就需要大量的高端机床来支撑，特别是对大型零部件的生产，使得机床加工设备向着重型、超重型方向发展。我国重型机床行业经过近十年的高速发展，无论是生产能力还是产品技术水平都取得了长足进步。但是，从行业总体上来看，我国重型机床产品水平距国际先进水平还有很大差距，还处于国际分工和产业链的中低端，尤其在产品设计方面，目前国内大部分机床厂仍采用经验、类比设计，产品设计制作成本高、风险较大且周期较长。数控龙门铣床又是高档重型数控机床中的主要代表，是机床工业中最重要最复杂的制造设备，决定了它的基础作用、先导地位和战略意义，能

4、体现一个国家的装备制造业水平。作为超宽数控龙门机床主要的支撑件的横梁，其作用对机床的性能有非常重要的影响，对产品的加工精度和加工效率影响巨大。本文以威海华东重工有限公司的SGM50型数控龙门移动式车铣镗复合机床的横梁为对象开展研究。主要内容为针对超宽数控龙门机床的横梁进行对横梁进行受力分析，确定对于该机床横梁的载荷影响最大力，对横梁进行有限元模型建立，利用ANSYSWorkbench软件进行静态特性分析，得到了静态载荷下的最大位移和最大应力情况，通过横梁的模态特性分析，得到了横梁模态前四阶频率和相应的振型，然后进行拓扑优化分析，根据优化分析结果对横梁进行优化和改进，基于优化后的横梁数据进

5、行有限元建模，进行相应的静态特性分析和模态特性分析，对比优化前后的静态特性和模态特性各数据，验证优化设计后各项性能是否提高，以实现横梁轻量化和刚度高的产品特点，既满足生产需要，降低成本，又能提高机床精度，缩短制造周期。关键词：机床横梁；结构；优化；有限元分析万方数据山东大学硕士学位论文ABSTRACTChinamachineryindustryhasbeenrapiddevelopmentinrecentyears，China’Smanufacturingindustrylevelhavebeenimprovedsignificantly,innationaldefense，aerosp

6、ace，shipbuilding，Marineengineering，energy,mining，engineeringmachineryandotherindustries，moreandmorehightotherequirementofmechanicalproducts，suchashighefficiency,hi曲precisionandintelligence，reliability,etc．，whichrequiresalargenumberofhi曲一endmachinetoolstosupport，especiallyforlargepartsofproduction

7、，makestowardsheavyandsuper-heavymachinetoolprocessingequipment．HeavymachinetoolindustryinChinaafternearly10yearsofrapiddevelopment，bothinproductioncapacityandtechnicallevelhasmadegreatprogress．But，intheindustryoverall，