聊城動(dòng)力銑頭批發(fā)廠家誠信企業(yè) 振飛機(jī)械
2020-11-04
在我國，現(xiàn)代機(jī)械加工行業(yè)正在飛速發(fā)展，機(jī)床的出現(xiàn)更是成為機(jī)械加工現(xiàn)代化的基石，為該行業(yè)的發(fā)展有著舉足輕重的巨大貢獻(xiàn)。今天，我們專注介紹一種機(jī)床的附件——鏜銑頭。
人們?cè)谶M(jìn)行高精密度的機(jī)械制造加工時(shí)，鏜銑頭作為與主軸連接的機(jī)床附件必不可少。它運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)具有的主軸采用了，率的電動(dòng)機(jī)，能實(shí)現(xiàn)從低速到高速的靈活轉(zhuǎn)換，使得適用的范圍極廣，人們可以根據(jù)自己的需要任意從豐富的機(jī)種中選擇適合的型號(hào)。而且它在加工方面還進(jìn)行了創(chuàng)新，能夠讓進(jìn)給和旋轉(zhuǎn)同時(shí)進(jìn)行，很薄或很軟的材料都能夠進(jìn)行有效的加工。機(jī)床橫梁抗彎和扭轉(zhuǎn)慣性矩大的其剛度就高，采用封閉式截面可保證橫梁的高剛性，所以橫梁形狀為矩形封閉長方體。在使用時(shí)，使用者可以任意方便的調(diào)整加工螺紋的直徑，螺距及行程，這充分體現(xiàn)了鏜銑頭非常有價(jià)值的實(shí)用性。鏜銑頭是機(jī)床中常使用，同時(shí)也是為核心和技術(shù)含量比較高的部件之一，因此在使用過程中人們一定要注意隨時(shí)保養(yǎng)，這樣才可以維護(hù)設(shè)備性能，同時(shí)還可以延長其使用壽命。
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
2． 1 建立橫梁體三維模型
分析中初步確定橫梁體截面結(jié)構(gòu)形式及尺寸［1］，如圖 2 所示。按初步設(shè)計(jì)的橫梁體結(jié)構(gòu)尺寸，應(yīng)用 Si-emens PLM Software NX7． 5 軟件建立三維模型，具體橫梁體截面形式和三維模型見圖 3 所示。機(jī)床橫梁抗彎和扭轉(zhuǎn)慣性矩大的其剛度就高，采用封閉式截面可保證橫梁的高剛性，所以橫梁形狀為矩形封閉長方體。主軸在此作為一個(gè)連接過度件，起著牽線搭橋的重要作用，那么這種主軸結(jié)構(gòu)有什么特點(diǎn)呢。合理選擇橫梁中肋板，其中橫梁壁厚在 25 mm 左右、肋板厚度在 20 mm 左右，采用了橫梁好的截面輪廓和肋板布置方案。
但是目前對(duì)超重型數(shù)控龍門移動(dòng)鏜銑床中超長橫梁剛度優(yōu)化等研究比較少，因此有必要對(duì)其進(jìn)行進(jìn)一步研究。
2 超重型數(shù)控龍門移動(dòng)鏜銑床橫梁有限元優(yōu)化分析
超重型數(shù)控龍門移動(dòng)鏜銑床橫梁受力結(jié)構(gòu)為兩點(diǎn)簡(jiǎn)支梁支承，影響橫梁變形的因素主要包括: 橫梁、溜板和滑枕由于自身重力產(chǎn)生的對(duì)橫梁的壓力及機(jī)床所受切削負(fù)荷及其本身的熱變形等，由于切削負(fù)荷和熱變形要遠(yuǎn)小于由于重力產(chǎn)生的變形，因此一般忽略其對(duì)橫梁變形的影響。除橫梁本身的重量外，還要考慮溜板、滑枕式鏜銑頭等移動(dòng)部件從橫梁一端移動(dòng)到中部時(shí)重力引起橫梁的變形。使用時(shí)操作人員應(yīng)穿戴好保護(hù)設(shè)備，防止發(fā)生危險(xiǎn)，認(rèn)真檢查各個(gè)部件的運(yùn)行狀況，并清除干凈周邊的障礙物，確認(rèn)安全后再使用。由于在橫梁上滑枕式鏜銑頭是懸臂結(jié)構(gòu)，其重力會(huì)引起橫梁的向前傾覆。
超重型數(shù)控龍門移動(dòng)鏜銑床中橫梁上外載荷變化慢，橫梁處于靜態(tài)，因此應(yīng)用有限元方法來進(jìn)行靜態(tài)分析。
文獻(xiàn)［7］基于有限元分析方法預(yù)估彈性橫梁靜態(tài)承載曲線，進(jìn)而得到橫梁起拱曲線，并通過實(shí)驗(yàn)對(duì)起拱曲線進(jìn)行驗(yàn)證。
文獻(xiàn)［8］通過對(duì)龍門加工中心橫梁關(guān)鍵尺寸的靈敏度分析，找出了對(duì)橫梁靜變形量和一階頻率影響較大的尺寸變量，上下壁厚是橫梁結(jié)構(gòu)靜變形量靈敏度大的尺寸，縱向筋板是橫梁結(jié)構(gòu)一階固有頻率靈敏度大的尺寸; 以橫梁靜變形量和一階模態(tài)頻率為性能指標(biāo)，結(jié)合靈敏度分析結(jié)果，采用變尺寸法對(duì)橫梁進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化分析，提高了橫梁的靜動(dòng)態(tài)特性，并降低了橫梁的重量。鏜銑頭屬于數(shù)控機(jī)床的關(guān)鍵部件，它不僅能銑削平面，凹槽，牙齒，螺紋和花鍵軸外,還能加工比較復(fù)雜的型面,具有效率高、易于操作，的優(yōu)點(diǎn)，目前目前已廣泛應(yīng)用于許多領(lǐng)域，尤其是在機(jī)械制造和維修行業(yè)。
文獻(xiàn)［9］中數(shù)控龍門機(jī)床 8 m 長的橫梁材料采用高強(qiáng)度低合金結(jié)構(gòu)鋼 Q345B，采用焊接工藝加工。利用 ANSYS Workbench 對(duì)機(jī)床橫梁進(jìn)行了靜動(dòng)態(tài)有限元分析，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行了拓?fù)鋬?yōu)化設(shè)計(jì)，并且制造出機(jī)床。
