XH2130龍門(mén)加工中心橫梁系統(tǒng)靜動(dòng)熱態(tài)特性的研究.pdf

1、龍門(mén)加工中心廣泛適用于汽車(chē)、航空航天、船舶等行業(yè)中，加大龍門(mén)機(jī)床的技術(shù)和產(chǎn)品的研發(fā)，對(duì)實(shí)現(xiàn)制造裝備業(yè)的跨躍式發(fā)展具有重大的意義。由于龍門(mén)加工中心的橫梁系統(tǒng)是機(jī)床的主要承載系統(tǒng)，橫梁系統(tǒng)的靜動(dòng)熱態(tài)性能對(duì)機(jī)床的加工精度和機(jī)床的切削性能影響非常大。所以，對(duì)于橫梁系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和性能研究顯得尤為重要。
　　本文通過(guò)有限元分析和理論計(jì)算相結(jié)合的方法，旨在研究 XH2130龍門(mén)加工中心的橫梁系統(tǒng)的靜動(dòng)熱態(tài)特性，驗(yàn)證橫梁系統(tǒng)各部件設(shè)計(jì)和性能參數(shù)是否

2、達(dá)到設(shè)計(jì)要求，為橫梁系統(tǒng)性能的優(yōu)化提供了理論參考。主要研究?jī)?nèi)容如下：
　?。?）橫梁系統(tǒng)的靜態(tài)特性分析。建立龍門(mén)加工中心整機(jī)和橫梁系統(tǒng)的有限元模型，在受力分析時(shí)充分考慮到平衡油缸對(duì)其關(guān)鍵部件的影響。在多種工況下，采用ANSYS Workbench的Scripting功能進(jìn)行多模型計(jì)算，得到靜態(tài)特性分析結(jié)果。并與沒(méi)有加載平衡油缸的分析結(jié)果對(duì)比可知，載入平衡油缸能夠有效的減少橫梁系統(tǒng)的總變形量，為橫梁系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)優(yōu)化提供理論依據(jù)。

3、>　　（2）橫梁系統(tǒng)模態(tài)分析和諧響應(yīng)分析?；谀B(tài)分析理論概述為基礎(chǔ)，得到振動(dòng)方程。通過(guò)模態(tài)分析得到六階振型和固有頻率，將固有頻率理論計(jì)算結(jié)果和有限元分析結(jié)果對(duì)比發(fā)現(xiàn)非常接近，驗(yàn)證有限元模型建立和模態(tài)分析的正確性。在模態(tài)分析的基礎(chǔ)上，對(duì)橫梁進(jìn)行諧響應(yīng)分析，考慮系統(tǒng)阻尼對(duì)橫梁系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能的影響，并提出系統(tǒng)諧響應(yīng)改進(jìn)的措施。最后，對(duì)橫梁系統(tǒng)中的滾珠絲杠進(jìn)行模態(tài)分析，得到六階振型和各階臨界轉(zhuǎn)速，可知在有效范圍內(nèi)滾珠絲杠不會(huì)發(fā)生共振。

4、　?。?）橫梁系統(tǒng)中滾珠絲杠熱態(tài)特性分析。通過(guò)有限元建模分析得到滾珠絲杠系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)溫度場(chǎng)。然后，施加熱載荷，并對(duì)滾珠絲杠系統(tǒng)進(jìn)行熱—結(jié)構(gòu)耦合分析，得到滾珠絲杠系統(tǒng)的總熱變形和X、Y、Z三個(gè)方向上的熱變形情況。最后，分析影響滾珠絲杠系統(tǒng)熱變形的主要因素，并提出改善滾珠絲杠系統(tǒng)熱態(tài)特性的有效措施，為提高機(jī)床的加工精度提供了依據(jù)。
　?。?）橫梁系統(tǒng)中導(dǎo)軌變形分析。對(duì)橫梁上下導(dǎo)軌的變形情況進(jìn)行分析，繪制出導(dǎo)軌的變形曲線和補(bǔ)償曲線，并通過(guò)