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超重型數控龍門移動鏜銑床橫梁的有限元分析與結構優化

卸荷輪下端支撐在卸荷梁上，通過偏心輪與滑枕式鏜銑頭進給支架連接，該支架固定在溜板體上，偏心輪與支架中間設計有蝶形彈簧，用來調節卸荷輪的卸荷負載。在該機床 Y 軸運行時，卸荷輪在卸荷梁上滾動，卸荷梁頂面按反撓度曲線［1］加工，卸荷輪在卸荷梁上滾動時將溜板和滑枕式鏜銑頭的重量加載到卸荷梁上，這樣對橫梁體不產生影響，減少了橫梁的變形。橫梁體的導軌加工成直線型，保證了鏜銑頭運行的直線度，從而簡化了零件的加工，方便了橫梁體的裝配，更提高了機床整機的精度和穩定性。

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有限元分析還表明，鏜銑頭供應，滑枕式鏜銑頭等移到橫梁中部時，應力分布比滑枕式鏜銑頭位于橫梁右端時分散。

本文有限元分析主要考慮橫梁的靜剛度問題，鏜銑頭，因此結合圖 9，在 Z 軸方向上評估橫梁上主導軌面內、外邊緣的位移曲線圖，以此反映出橫梁體在溜板和滑枕式鏜銑頭等重力作用情況下主導軌面豎直向下的位移變形情況，并通過內、外邊緣線的位移差反映出橫梁體主導軌面由于彎曲變形向前傾覆的位移變形情況。比較橫梁主導軌面內、外邊緣的位移曲線，鏜銑頭價格，橫梁受力發生彎曲和傾覆，在 Z 軸方向上大位移發生在主導軌面的內邊緣上，大位移為 0． 250 mm，主導軌面內、外邊緣線的位移差為 0． 015 mm。總的來說，該橫梁體受力后位移偏大，要改進設計。

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2． 6 機床卸荷梁與卸荷輪裝置［1］

卸荷梁與卸荷輪裝置用于消除溜板和滑枕式鏜銑頭等重力對該機床橫梁體位移可能較大的問題。卸荷梁的設計原理是通過預先計算重量，方滑枕鏜銑頭，在橫梁上設置一個帶曲線的卸荷梁，卸荷梁為鋼結構件制成，由雙支點將所受之力由絲桿傳遞于立柱上，避免了橫梁產生彎曲變形，以消除溜板和滑枕鏜銑頭對橫梁直線度的撓度影響。橫梁導軌可加工成直線，保證鏜銑頭運動的直線度并使溜板與橫梁導軌面均勻接觸。比較一般橫梁反變形( 起拱曲線［6］) 加工或鑲裝導軌需調整精度，卸荷梁無論在加工性能還是使用性能上都更加優越。