頭庫式龍門五面加工中心橫梁結構設計.pdf

1、近年來，我國船舶制造、航空航天、發(fā)電設備、冶金設備等重型裝備制造業(yè)的快速發(fā)展，市場上對復雜零部件（船舶螺旋槳、水輪機葉片、風力發(fā)電機、飛機復雜整體結構件、大型工程設備零件等）的需求日益增加，技術性能要求也不斷提高。對復雜零部件的加工不僅要求精度高，而且常常要求工件整體加工、效率高。實現(xiàn)這些要求的主要方法是對毛坯一次裝夾，多面高精度復合加工。但是多面加工時，機床剛度問題一直困擾著設計人員。針對這種情況，揚州力創(chuàng)機床有限公司與揚州大學合作研

2、發(fā)一種可更換主軸頭的大型龍門加工中心，旨在解決加工中心在多面復合加工時令人困擾的機床主軸頭與橫梁剛度問題，使得生產(chǎn)效率和工件加工精度得到提高。
　　本文依托該項目，著重對頭庫式龍門加工中心的橫梁結構進行研究。在參考公司已有龍門銑床的橫梁結構情況下，優(yōu)化設計一種符合新型龍門加工中心設計指標的橫梁結構;確定了新橫梁的導軌布置;文章還探究了將預應力原理與橫梁相結合，以減小橫梁的彎曲變形，并對此做了理論分析。
　　本文橫梁設計目的是

3、在滿足剛度的條件下，使得變形量最小、質(zhì)量輕、一階固有頻率較大、等效應力最小。文章在受力分析的基礎上，參考已有結構，提出了五種肋板設計方案，依據(jù)有限元軟件的模擬與仿真結果，綜合實際情況，選出了最適合的一種肋板方案。此方案較橫梁原型結構變形量減小15.7％，最大應力減小71.1％，一階固有頻率增大34.1％。為了進一步減輕橫梁質(zhì)量，在已選肋板方案的基礎上，利用BP神經(jīng)網(wǎng)絡與遺傳算法相結合，即BP—GA(Error Back—propagat

4、ion Algorithm and Genetic Algorithm)算法對肋板孔的尺寸進行了優(yōu)化，尋找最優(yōu)解，減輕橫梁重量。
　　文章根據(jù)資料中對導軌水平布置和垂直布置的分析，提出三種導軌布置方式，利用有限元方法，通過比對橫梁的總體變形數(shù)據(jù)，確定了在本橫梁中導軌采取的布置方式。此外，提出在橫梁中部設置一條滑動導軌，承擔卸荷作用，減小滾動導軌的受力，添加了卸荷導軌的橫梁上導軌變形減小55.17％，下導軌減小50％。
　　論