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基于有限元方法的龍門式機床橫梁仿形技術的研究
閱讀：132 發(fā)布時間：2020-8-101 橫梁彎曲變形機理及解決方法綜述
龍門式機床憑借其結(jié)構上的先天優(yōu)勢，具有剛性好、加工范圍廣、加工精度易保證等優(yōu)點，在機加工行業(yè)中得到 廣 泛 應 用。一臺典型的龍門機床通常由床身、工作臺、橫梁、立柱、滑板、滑枕等結(jié)構件組成。其中，橫梁及兩個立柱構成了龍門框架。
依照力學原理，橫梁可以簡化為兩端固定梁，在自身重量(均布載荷)和移動部件重量(集中載荷)雙重作用下產(chǎn)生彎曲及扭轉(zhuǎn)變形，終影響橫梁導軌直線度。對于大型龍門設備，橫梁彎曲變形也是影響整機精度的主要原因之一。目前，解決這一問題的途徑可歸結(jié)為兩大類:
第一類，改變橫梁內(nèi)部筋腔布局［1］，或者在橫梁外部增加 抗 彎 梁［2］等。此類方法從橫梁自身結(jié)構入手，提高橫梁整體的抗彎剛度，進而減小變形。但此類方法并不能從根本上消除橫梁彎曲變形所產(chǎn)生的導軌直線度誤差。而且，增加抗彎梁(卸 荷 梁)后，橫 梁 截面形狀不規(guī)則，為機床其他部件的布置增加困難。
第二類，通過分析計算，得到橫梁在綜合受力狀態(tài)下的變形曲線。并依照曲線仿形加工橫梁導軌，抵消彎曲變形。此類方法理論上可以消除自重導致的變形，但由于計 算 量 龐 大，且導軌形式多樣(滾 動 導 軌、滑動導軌、靜壓導軌等) ，設計過程中經(jīng)常借助有限元分析軟件進行分析計算，并需要依據(jù)不同導軌形式選擇加工方案。