頭庫式龍門五面加工中心橫梁結(jié)構(gòu)設(shè)計.pdf

1、近年來，我國船舶制造、航空航天、發(fā)電設(shè)備、冶金設(shè)備等重型裝備制造業(yè)的快速發(fā)展，市場上對復(fù)雜零部件（船舶螺旋槳、水輪機(jī)葉片、風(fēng)力發(fā)電機(jī)、飛機(jī)復(fù)雜整體結(jié)構(gòu)件、大型工程設(shè)備零件等）的需求日益增加，技術(shù)性能要求也不斷提高。對復(fù)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(shí)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(fù)合加工。但是多面加工時，機(jī)床剛度問題一直困擾著設(shè)計人員。針對這種情況，揚(yáng)州力創(chuàng)機(jī)床有限公司與揚(yáng)州大學(xué)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(fù)合加工時令人困擾的機(jī)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(xiàng)目，著重對頭庫式龍門加工中心的橫梁結(jié)構(gòu)進(jìn)行研究。在參考公司已有龍門銑床的橫梁結(jié)構(gòu)情況下，優(yōu)化設(shè)計一種符合新型龍門加工中心設(shè)計指標(biāo)的橫梁結(jié)構(gòu);確定了新橫梁的導(dǎo)軌布置;文章還探究了將預(yù)應(yīng)力原理與橫梁相結(jié)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(shè)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(yīng)力最小。文章在受力分析的基礎(chǔ)上，參考已有結(jié)構(gòu)，提出了五種肋板設(shè)計方案，依據(jù)有限元軟件的模擬與仿真結(jié)果，綜合實(shí)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(jié)構(gòu)變形量減小15.7％，最大應(yīng)力減小71.1％，一階固有頻率增大34.1％。為了進(jìn)一步減輕橫梁質(zhì)量，在已選肋板方案的基礎(chǔ)上，利用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與遺傳算法相結(jié)合，即BP—GA(Error Back—propagat

4、ion Algorithm and Genetic Algorithm)算法對肋板孔的尺寸進(jìn)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(dǎo)軌水平布置和垂直布置的分析，提出三種導(dǎo)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(dǎo)軌采取的布置方式。此外，提出在橫梁中部設(shè)置一條滑動導(dǎo)軌，承擔(dān)卸荷作用，減小滾動導(dǎo)軌的受力，添加了卸荷導(dǎo)軌的橫梁上導(dǎo)軌變形減小55.17％，下導(dǎo)軌減小50％。
　　論