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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. 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,Z 轴方向上大位移为 0. 250 mm,五轴数控铣头哪家好,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,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。
镗铣头的分类和作用:
1,一个铣头,镗铣头的特点——如质量轻(通常5-15kg,市场甚至3公斤超轻),精度高,扭矩小,五轴数控铣头定做,可食的自动换刀。铣头定位块,输出通常是套筒或bt30锥柄,有时也有特殊的可以输出到猫或汉语水平考试的处理,还有一些特殊的直接连接线或面铣刀。
2,重型铣头,镗铣头的特点——如重量(通常是50公斤或以上),精密,扭矩大等,一般只用于龙门工具机。铣头连接板固定和锁定,可以支持任何类型的输出处理。
3,中型铣头,镗铣头的特点——如介质质量(通常15-20kg),精度高,扭矩中学。铣头也有优势轻,重的比例,精度高,内蒙古五轴数控铣头,加工范围广光,所以市场近年来极大的尊重。
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
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,五轴数控铣头厂家批发,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。
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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