2橫梁結(jié)構(gòu)的有限元分析
   
    2.1 模型簡(jiǎn)化
   
    橫梁為鋼板焊接結(jié)構(gòu)，因此各個(gè)焊點(diǎn)均作為模型的剛性節(jié)點(diǎn)，將主軸箱簡(jiǎn)化為和實(shí)際結(jié)構(gòu)重量基本一致的箱形結(jié)構(gòu)，考慮到主軸箱與滑板的接觸變形遠(yuǎn)小于橫梁的變形，所以滑板與主軸箱的接觸面定義為剛性接觸。
   
    2.2劃分網(wǎng)格
   
    將橫梁的實(shí)體模型導(dǎo)入CosmosWorks有限元軟件中，建立有限元計(jì)算模型，采用實(shí)體單元?jiǎng)澐志W(wǎng)格，單元數(shù)目為17 256，節(jié)點(diǎn)數(shù)目為5 352，自由度數(shù)目為97 659。
   
    2.3定義約束和施加載荷
   
    橫梁兩端通過螺釘固定在滑座上，在有限元模型中，把橫梁的邊界約束簡(jiǎn)化為與固定螺栓位置相置相對(duì)應(yīng)節(jié)點(diǎn)的各個(gè)自由度來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)橫梁的約束，橫梁受力為主軸箱的重力和銑削力，橫梁的最大變形量發(fā)生在主軸箱運(yùn)行到橫梁中間位置時(shí)。
   
    通過求解，橫梁的最大變形量為0.1547 mm，實(shí)際的加工誤差(0.15～0.20 ram)與分析結(jié)果非常接近。圖3為原結(jié)構(gòu)位移云圖，對(duì)機(jī)床進(jìn)行模態(tài)分析，可以明顯看出機(jī)床動(dòng)態(tài)特性，即第1和第2階振型.如圖4和圖5所示。表1為前5階的固有頻率和振型。
   

    通過分析可知，第l階振型中橫梁在外力激勵(lì)下產(chǎn)生較大幅度的變形，在加工中銑刀隨橫梁上下振動(dòng)，嚴(yán)重影響了工件的加工精度和表面質(zhì)量。因此設(shè)計(jì)中如何提高橫梁在Z向的抗彎剛度，減小切削時(shí)橫梁的變形量是提高機(jī)床動(dòng)態(tài)性能的關(guān)鍵。
   
    3 結(jié)束語(yǔ)
   
    通過有限元軟件對(duì)橫梁建模，進(jìn)行了靜態(tài)動(dòng)態(tài)分析，得到了銑床加工中位移變形數(shù)據(jù)以及橫梁振型變化情況，所得結(jié)果與實(shí)際情況基本吻合，橫梁在Z向的抗彎剛度是影響加工精度的主要因素，因此要通過改進(jìn)橫粱結(jié)構(gòu)來(lái)提高橫梁剛度，進(jìn)而提高加工精度。