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1 橫梁彎曲變形機(jī)理及解決方法綜述

龍門式機(jī)床憑借其結(jié)構(gòu)上的先天優(yōu)勢(shì)，具有剛性好、加工范圍廣、加工精度易保證等優(yōu)點(diǎn)，在機(jī)加工行業(yè)中得到廣泛應(yīng) 用。一臺(tái)典型的龍門機(jī)床通常由床身、工作臺(tái)、橫梁、立柱、滑板、滑枕等結(jié)構(gòu)件組成。其中，橫梁及兩個(gè)立柱構(gòu)成了龍門框架。

依照力學(xué)原理，橫梁可以簡(jiǎn)化為兩端固定梁，在自身重量(均布載荷)和移動(dòng)部件重量(集中載荷)雙重作用下產(chǎn)生彎曲及扭轉(zhuǎn)變形，最終影響橫梁導(dǎo)軌直線度。對(duì)于大型龍門設(shè)備，橫梁彎曲變形也是影響整機(jī)精度的最主要原因之一。目前，解決這一問題的途徑可歸結(jié)為兩大類:

第一類，改變橫梁內(nèi)部筋腔布局［1］，或者在橫梁外部增加抗彎梁［2］等。此類方法從橫梁自身結(jié)構(gòu)入手，提高橫梁整體的抗彎剛度，進(jìn)而減小變形。但此類方法并不能從根本上消除橫梁彎曲變形所產(chǎn)生的導(dǎo)軌直線度誤差。而且，增加抗彎梁(卸荷梁)后，橫梁截面形狀不規(guī)則，為機(jī)床其他部件的布置增加困難。

第二類，通過分析計(jì)算，得到橫梁在綜合受力狀態(tài)下的變形曲線。并依照曲線仿形加工橫梁導(dǎo)軌，抵消彎曲變形。此類方法理論上可以消除自重導(dǎo)致的變形，但由于計(jì) 算量龐大，且導(dǎo)軌形式多樣(滾動(dòng) 導(dǎo) 軌、滑動(dòng)導(dǎo)軌、靜壓導(dǎo)軌等) ，設(shè)計(jì)過程中經(jīng)常借助有限元分析軟件進(jìn)行分析計(jì)算，并需要依據(jù)不同導(dǎo)軌形式選擇加工方案。

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結(jié) 語(yǔ)

通過對(duì)滾珠絲杠支承端軸承易損壞的現(xiàn)象總結(jié)分析，找出了造成滾珠絲杠定位精度不穩(wěn)定、個(gè)別軸承損壞的主要原因，提出結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)改進(jìn)方案及改進(jìn)措施，并成功應(yīng)用于數(shù)控機(jī)床的絲杠傳動(dòng)中，提高了滾珠絲杠傳動(dòng)的可靠性，提高的數(shù)控機(jī)床的整體產(chǎn)品質(zhì)量，對(duì)同類產(chǎn)品的設(shè)計(jì)起到借鑒作用。

基于有限元方法的龍門式機(jī)床橫梁仿形技術(shù)的研究

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