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高密市振飞机械制造有限公司
主营：镗铣头,铣头,动力铣头,数控铣头,直角铣头,万向铣头
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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
运用 Siemens PLM Software NX7． 5 软件建立溜板、镗铣头滑枕等三维实体模型。滑枕部分是安装在主轴箱里面，可以在箱体中上下移动，有一定的刚性。由于设计真主要分析的目的为横梁体在受力情况下的变形情况，并且考虑到模型的大小和计算机的计算量，将溜板、滑枕式镗铣头等三维模型简化为0D 集中质量单元，并采用1D 单元连接，具体简化模型如图 5 所示。
横梁 体 采 用 铸 铁 材 料 HT200，在 Siemens PLMSoftware NX7． 5 软件材料库中选用相应材料参数，如表 1 所示。
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． 1 建立横梁体三维模型
分析中初步确定横梁体截面结构形式及尺寸［1］，如图 2 所示。可单向趋近定位点，也可以从两个方向分别趋近，然后对测量数据进行统计处理，求出算术平均值。按初步设计的横梁体结构尺寸，应用 Si-emens PLM Software NX7． 5 软件建立三维模型，具体横梁体截面形式和三维模型见图 3 所示。机床横梁抗弯和扭转惯性矩大的其刚度就高，采用封闭式截面可保证横梁的高刚性，所以横梁形状为矩形封闭长方体。合理选择横梁中肋板，其中横梁壁厚在 25 mm 左右、肋板厚度在 20 mm 左右，采用了横梁好的截面轮廓和肋板布置方案。
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文献［7］基于有限元分析方法预估弹性横梁静态承载曲线，进而得到横梁起拱曲线，并通过实验对起拱曲线进行验证。
文献［8］通过对龙门加工中心横梁关键尺寸的灵敏度分析，找出了对横梁静变形量和一阶频率影响较大的尺寸变量，上下壁厚是横梁结构静变形量灵敏度大的尺寸，纵向筋板是横梁结构一阶固有频率灵敏度大的尺寸; 以横梁静变形量和一阶模态频率为性能指标，结合灵敏度分析结果，采用变尺寸法对横梁进行结构优化分析，提高了横梁的静动态特性，并降低了横梁的重量。2、左铣型精密镗铣头：左铣型精密镗铣头指的是在龙门铣或其他铣床上，安装的位置是左边的地方。
文献［9］中数控龙门机床 8 m 长的横梁材料采用高强度低合金结构钢 Q345B，采用焊接工艺加工。利用 ANSYS Workbench 对机床横梁进行了静动态有限元分析，在此基础上进行了拓扑优化设计，并且制造出机床。
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第8年
