高密市振飛機械制造有限公司
經(jīng)營模式:生產(chǎn)加工
地址:山東高密市夏莊鎮(zhèn)河西村
主營:鏜銑頭,銑頭,動力銑頭,數(shù)控銑頭,直角銑頭,萬向銑頭
業(yè)務(wù)熱線:0536-2758966
鏜銑頭,銑頭,數(shù)控銑頭
超重型數(shù)控龍門移動鏜銑床橫梁的有限元分析與結(jié)構(gòu)優(yōu)化
2. 4 橫梁有限元優(yōu)化
對超重型數(shù)控龍門移動鏜銑床橫梁進行結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計。應(yīng)用 Siemens PLM Software NX7. 5 軟件進行橫梁有限元優(yōu)化設(shè)計[10 - 11],對原橫梁結(jié)構(gòu)進行減輕重量,從而達到橫梁結(jié)構(gòu)輕量化設(shè)計的目標(biāo)。創(chuàng)建求解方案,選擇 NX NASTRAN 有限元優(yōu)化模塊進行橫梁優(yōu)化設(shè)計。減小橫梁壁厚和加強肋厚度,從而減少了橫梁質(zhì)量,具體在橫梁質(zhì)量減少 2. 5% 的情況下對機床橫梁靜特性進行了有限元優(yōu)化設(shè)計。表 2 為優(yōu)化前后橫梁靜特性對比,可見在橫梁質(zhì)量減少了 2. 5% 的情況下,優(yōu)化設(shè)計后橫梁的大位移從 0. 25 mm 減小到0. 192 mm,即橫梁的大位移減少了 23. 2% ; 也就是說在橫梁載荷不變的情況下橫梁的靜剛度提高了23. 2% ,有明顯效果。
超重型數(shù)控龍門移動鏜銑床橫梁的有限元分析與結(jié)構(gòu)優(yōu)化
文獻[7]基于有限元分析方法預(yù)估彈性橫梁靜態(tài)承載曲線,進而得到橫梁起拱曲線,并通過實驗對起拱曲線進行驗證。
文獻[8]通過對龍門加工中心橫梁關(guān)鍵尺寸的靈敏度分析,找出了對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,采用變尺寸法對橫梁進行結(jié)構(gòu)優(yōu)化分析,提高了橫梁的靜動態(tài)特性,并降低了橫梁的重量。
文獻[9]中數(shù)控龍門機床 8 m 長的橫梁材料采用高強度低合金結(jié)構(gòu)鋼 Q345B,采用焊接工藝加工。利用 ANSYS Workbench 對機床橫梁進行了靜動態(tài)有限元分析,在此基礎(chǔ)上進行了拓撲優(yōu)化設(shè)計,并且制造出機床。
超重型數(shù)控龍門移動鏜銑床橫梁的有限元分析與結(jié)構(gòu)優(yōu)化
橫梁導(dǎo)軌由兩條主( 正) 導(dǎo)軌,一條側(cè)導(dǎo)軌及若干輔助導(dǎo)軌組成。根據(jù)超重型數(shù)控龍門移動鏜銑床的技術(shù)規(guī)格及參數(shù)要求,移動龍門兩立柱之間的跨距要求為 10 m,動梁龍門 Y 軸行程為 12 m。因此,設(shè)計動梁橫梁體總長度為 14 m。如此長的橫梁體結(jié)構(gòu),傳統(tǒng)橫梁結(jié)構(gòu)形式已經(jīng)不能滿足其性能規(guī)格要求。高剛性是超重型數(shù)控龍門移動鏜銑床橫梁體設(shè)計過程中的關(guān)鍵之一,特別是動梁龍門上的橫梁體,還要相對工件在立柱導(dǎo)軌上移動,對其性能要求就更高。一般橫梁的變形會隨溜板和滑枕在橫梁上不同位置而發(fā)生改變。