cnc数控钻攻机

京都龙门加工中心横梁结构的优化

横梁是龙门加工中心机械结构中关键的部件，其静动态特性直接影响龙门加工中心的性能以及加工质量。分析了龙门加工中心结构的特点，数控钻攻，运用有限元分析法对横梁结构静动态特性进行了分析，cnc数控钻攻机，根据分析结果，优化改进设计了该龙门加工中心横梁结构，以能进一步提高其加工质量。

近几年，随着我国航空航天、汽车、铁路、机床行业的不断发展，龙门加工中心机床以加工质量高、跨度大、刚度高以及效率高等诸多优点已经成为制造行业中大型零件加工的核心。而龙门加工中心性能的好坏将会直接影响零件加工的质量以及加工的精度。龙门加工中心横梁部件的静态特性和动态特性是影响加工中心性能的主要因素[1]。因此，对现有的横梁结构作一些优化改进，以达到龙门加工中心对横梁的要求成为当前亟待解决的问题。本文运用有限元分析法对横梁结构进行了动静态进行分析，最终得到了横梁结构的优化设计改进方案。

1 、龙门加工中心以及横梁部件的结构特点

　　龙门加工中心主要由工作台、主轴箱以及冷却箱、横梁、滑枕以及滑座等零部件组成，整体结构图如图 1 所示。此加工中心主要由双墙式侧梁结构支撑横梁。其中横梁部件主要包括主轴箱、滑鞍以及主轴和横梁等零部件，其主要沿着双墙式侧梁上的导轨实现进给运动，数控钻攻机，进给运动方向主要为

X 轴运动方向。横梁部件还承载着滑枕以及滑座等部件，其中滑枕主要在滑座上进行上下运动，而滑座在横梁上主要沿着导轨进行左右运动。在龙门加工中心作业过程中，当滑枕运行到最di点，滑座处于横梁的中间位置时，横梁的弯曲变形能力将达到最da，从而对横梁部件形成集中载荷，导致横梁产生最da的弯曲变形。另外，为了保证快速准确的加工，在作业时，横梁部件会受到自身重力以及加工过程中产生的加减速惯性力和复杂切屑力的作用，横梁部件成为较为薄弱的环节。因此，有学者提出[2]，横梁作为龙门加工中心最为关键的部位，只有保持良好的动态性能和静态性能，才能够实现大重型工件的加工和保证其达到高速运转的要求。

图 1 龙门加工中心整体结构简化图

2 、基于有限元分析法的横梁结构的静动态分析

　　本文重点研究龙门加工中心横梁部件最da弯曲变形时的状态。通过运用三维软件

Soid Works 进行构建实体模型，在实体模型构建的过程中，为了保证运算效率以及运算精度，对横梁相关组件进行的简化，最后通过采用有限元分析软件对横梁结构的动静态特性作了详细分析。

　　2.1 横梁模型的构建

　　基于 So

id Works 构建的实体模型，其中横梁、滑座等为铸造件，设置材料为 HT250，材料属性设置为：密度 7 200 kg/m3，泊松比 0.27，弹性模量 1.3×105

MPa.将装配好的横梁结构实体模型导入 ANSYSWorkbench 有限元分析软件中，然后通过运用有限元分析元件对横梁结构进行网络划分。由于网格的划分好坏将会直接影响有限元分析软件计算的速度和精que度[3]，基于此本研究主要通过运用

Solid45 单元结构，其中单元结构设定在 80mm，最后通过采用自由网格划分法，最终得到横梁部件的有限元模型，如图  所示。

　　其中自由网格划分属于自动化程度最gao的网格划分技术之一，其不仅可在面上自动生成三角形或四边形的网格，同时在体上也能自动生成四面体网格，既省时间又省力[4]。另外在网格划分的过程，为了保证运算的精度和效率，仅仅保留了横梁和立柱及其相关零部件，以简化模型。同时还应将三维型中的倒角、倒圆、凸台等小特征忽略掉，并采用平面化和直线化对三维模型中的小曲率曲面和小锥度进行处理。

京都加工中心的验收技巧

3 数控加工中心精度的验收

3.1 几何精度检查

加工中心几何精度检查可按机床厂家提供的合格证上的项目逐项检测，或参照GB/T17421?1—1998《机床检验通则第yi部分:在无负荷或精加工条件下机床的几何精度》，JB/T8771?1～7—1998《加工中心检验条件》等有关标准的要求进行.所有的检测项目必须一次合格，如果有某项超差，则需要调整后再重新检测全体项目.检测时要在机床稍有预热的状态下逐一测定，同时要注意检测工具和测量方法造成的误差，如表架的刚性、测微力的重力、检验棒自身的振摆和弯曲等。普通立式加工中心主要检测项目有工作台面的平行度;各坐标方向移动的直线度;各坐标方向移动的相互垂直度;X、Y坐标方向移动时工作台面的平行度;X坐标方向移动时工作台面T形槽侧面的平 行度;主轴的轴向窜动;主轴孔的径向跳动;主轴箱沿Z坐标方向移动时主轴轴心线的平行度;主轴回转轴心线对工作台面的垂直度.普通卧式加工中心主要检测项目有:工作台面的平行度;各坐标方向移动的直线度;各坐标方向移动的相互垂直度;X、Z坐标方向移动时工作台面的平行度;X坐标方向移动时工作台面T形槽侧面的平行度;主轴的轴向窜动;主轴孔的径向跳动;主轴箱沿Z坐标方向移动时主轴轴心线的平行度;主轴回转轴心线对工作台面的平行度;回转工作台表面的振动;回转工作台回转90°的垂直度;回转工作台中心线到边界定位器基准面之间的距离精度;各交换工作台的等高度;分度回转工作台的分度精度. 常用的检具有精密(电子)水平仪、精密方箱、精密角尺、千分表、测微仪等，所用检具应比所检的精度高一个等级，有些特殊检具(如精密主轴检棒)应由机床厂家提供.鉴于数控技术的飞速发展，数控钻攻，加工中心精度越来越高，推荐使用现dai检测仪器，如激光干涉仪、直线度光学镜、垂直度光学镜、平面度光学镜、角度镜组件等检测加工中心几何精度。

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