0编后语

龙门五轴加工中心可以通过五轴控制实现对任意 方向孔及复杂型面进行加工  ，能满足加工范围大能力 强的需求  ，广泛应用于航空航天、模具、汽车等需要 高精度加工的领域 。而保证机床结构有良好的动静态 特性是获得高精度加工的前提基础¹ 。从已有的研究 来看  ，史科科等²对某型卧式机床进行了动静态特性 分析；周新建等³是对立式加工中心进行的整机动静 态特性分析；李焱等人^[1]阐述了龙门精处理中的静应力 并对机构做优化调整 。本文做者做者以某型龙门五轴联动精处理中 心设备为调查的对象  ，结合有限制元水平阐述其声音态特 性并筛出其基础薄弱步位一承重梁；改善其构造后并在 科学试验证实了改善方案的合理实效性 。

1一整台机器的静态式的特征分析一下

1.1静热学研究

国产车的某型龙门五轴联动手工台湾丽驰工作机构站由床身、立柱、横 梁、CNC主轴箱、工作的台和双摆头等部分组成部分  ，如图是1所 示 。根据龙门手工台湾丽驰工作机构站图形格局更错综复杂  ，在树立有限的元 类别时  ，必不应该决定所以细小更错综复杂的图形原因  ，如此 只决定一些起主体的功效的原则来开发主机的简单模 型 。选择Pro/EPC软件先将各个部门件实现三维图像物理对模型工具并 转配得到了该机对模型工具  ，倒入ANSYS的Workbench用 平台网站  ，放置车床的板材物理攻击 。另外立柱的板材为 HT250  ，回弹力模量为1. 2 x10⁵ MPa  ，导热系数为7 210 kg/ m³  ，泊松比0.22;竖梁等任何重件用Q235A  ，的弹性 模量为2. 1 x 10⁵ MPa  ，密度计算为7 860 kg/m³  ，泊松比 0.3 。做出网格确定时  ，选用SOLID 45單元测试对实体线进 行网格细分  ，是由于紧密根据部的弯曲钢度基本特征对整套装置的静弯曲钢度 有根本性的影响  ，对此用于消费者名自分类單元测试来模拟网紧密根据 部 。车床紧密根据部包含条直线行驶直流无刷电机初快-次级、条直线行驶翻滚 导轨滑块-路轨、滚珠丝杆螺母丝母-丝杆螺母和六角螺栓 。消费者名 自分类單元测试用发展空间同一个俩个顶点来分类  ，每一顶点有 6个什么是原动件个自分类單元测试中含俩个顶点没有12 个什么是原动件  ，就要求用12 x 12阶的单位矩阵来完全性基本概念该 單元的抗弯刚度、阻尼或性能企业信息⁰ 。普通用户自概念单元测试卷的 实常数需用给同一个12x12的分块矩阵中的原子分开赋值, 

静强度做为测量机器功能优略的很关键性统计指标  ，这对于 龙门生产加工服务中心看来  ，它主观能动性的推力对机器的变弯和加 工误差存在很关键性的导致⁶ 。计算出车床在重力势能能力下的 发生形变情况报告  ，結果下图3已知 。钢件上的最高发生形变为 0. 039 mm,数控车床主轴上部面的和变形为0. 197 mm 。

           在整体有限责任元模特中  ，通过现场工作状况放置轮廓约 束必要条件  ，将床身地脚孔内圆柱体面做为放置独立性 。区分 在CNC主轴一端和钢件的相对面上方产生x、y、z5个方 向  ，尺寸大小为5 000 N的力 。以x向静强度比加以分析  ，有 的设备的磨损前提就像文中4, 3个的方向的静强度比可比性结 果见表1 。由表1推测  ，数控在y方积极膨胀量极大, 承载能力世界上最大 。

1.3寻找机器薄弱部分部分

       为写出机器的基础薄弱机件  ，依照文章7],再生利用 加工中心磨床主轴串接刚场按理来说  ，整合其串接硬度图谱阐述出 各不件倾斜占磨床位移量的比例图见图5 。犹豫磨床是 —个磨床主轴拿刀具一铸件组合成的串接程序  ，程序KBK刚性低于整套装置中硬性平均的零配件 。由图4分析各零配件对程序 硬性的决定  ，筛出单薄阶段  ，因此提供整套装置抗弯刚度 。由 图5确知  ，横粱在y方往上倾斜量比较大  ，百分之几全局工 艺倾斜百分率高达模型40%左右  ，导致y向弯曲刚度比相比较较低 。 数据分析其的原因已经为：竖梁的弯曲刚度比存在问题；立柱绕y轴抗 弯抗弯钢度存在问题；数控车床主轴箱程序的抗弯钢度较低 。

2动态的属性介绍

       模态分析作为研究结构动力分析的基础  ，解决 了结构动力分析中的一个重要问题即进行结构的固 有振动特性分析⁸ 。通过模态分析计算出结构的固 有振动特性后  ，可以为系统的振动故障诊断、预报 以及结构动力特性的优化设计提供依据 。对机床底 部进行全约束  ，采用空间迭代法⁹提取模态  ，限于 篇幅  ，得到整机的前2阶模态振型如图6所示 。前 四阶模态及振型描述如表2 。低阶模态是影响机床 动态特性的主要因素^M  ，由电脑整机的前4阶模态振型 推测  ，车床机械振动基本聚焦在立柱和横粱上  ，与静力 学定量分析相通过  ，表示横粱是车床的薄弱原则原则  ，要 进一次优化方案其组成部分 。

3 基本概念原形式的完善设置

由前头的定量分析可预知  ，主梁在y向的承载能力存在问题  ，由 于其承载能力是不断发生改变的  ，而主梁里面不会有支撑点  ，其 柔度比较大的 。为增长其在y向的抗弯抗弯刚度  ，考虑一下到都要 在本来的顶梁的根本进取心行调整框架  ，从而要求3种改 进措施以便于于进一点开展研究  。本来的顶梁框架没外 部所以突显出区域  ，而3种措施下图7 。

对改造后3种节构各个部门件完成较少元概述  ，有 各个部门件在y向占主机发生量的参考值如图已知8 。可看见横 梁在纵向系统中的发生比倒已远远缩减  ，各口件的变 形比倒也更为节省安排 。各举不断改进什么架构3各口件发生量的 比倒相对比较节省安排 。因为以架构3受限元进行分析为基本知识  ，进 行实计的架构不断改进什么 。

图8空间构造改良之前之后左右各个部门件压扁在模式压扁的基数 对改良后加工中心采取声响态特征介绍  ，以改良 空间构造3加以分析  ，能够 改良之前之后左右空间构造相比较见表3 。就此 分辨  ，加工中心在x, y,z向静刚度系数均进行增进  ，非常 在原來薄弱环节的y向  ，增很大 24. 3%,又很其低阶 速度均物有所上升  ，其九阶速度上升了 18. 8% 。说 明不断改进空间结构后整套装置的信息态特征参数均具有了好的 视觉效果 。

4试验測試最终与介绍

为测定改造后房粱型式事实变型量  ，与非常有限元分 析结果显示展开比  ，展开了房粱变型量的测定实验报告  ，测 量直播如图甲所示9 。以事实裝配问题将房粱放在立柱 上  ，以业务台水准为基准值  ，将千分表放放在滑枕下, 以房粱右端为开始和结束点  ，能够 型式更改左右侧y向位移变 化^8]如图10 。从图10发现  ，改进后结构与原始结构 相比  ，在y向的位移显眼越来越低  ，说竖梁在y向易变型 量缩小到  ，刚度比曾加 。可是实验操作试验最终与不足元浅析 最终也基本性一致 。

5.得出结论

凭借收录普通用户自确定模快模仿加工厂主的根据部  ，创立了龙门车铣复合工艺中间的有限责任元建模方法后对其3 个位置的静钢度采取较  ，出现 其y向硬度不强 。通 过对生产中心站使用模态进行分享  ，与静流体力学进行分享相综合找 到整个设备的不强器官一承重梁 。没有人改善原先承重梁的基 础上  ，在增大外边的型式设计的行为对原先承重梁去整改 设计并推出3种计划方案 。在较为察觉到的型式设计3非常合 理 。将整改后的型式设计与原先的型式设计在不多元计算出来出和实际情况 实验性在测试的行为去对比图   ，察觉到计算出来出结论和在测试结论 几乎符合 。在整改承重梁的型式设计  ，完成了加强主机信息 态性质的的目的 。 ?原有横梁结构没有外 部任何突出部分  ，而3种方案如图7 。