2橫梁結(jié)構(gòu)的有限元分析
   
    2.1 模型簡化
   
    橫梁為鋼板焊接結(jié)構(gòu)，因此各個焊點均作為模型的剛性節(jié)點，將主軸箱簡化為和實際結(jié)構(gòu)重量基本一致的箱形結(jié)構(gòu)，考慮到主軸箱與滑板的接觸變形遠小于橫梁的變形，所以滑板與主軸箱的接觸面定義為剛性接觸。
   
    2.2劃分網(wǎng)格
   
    將橫梁的實體模型導(dǎo)入CosmosWorks有限元軟件中，建立有限元計算模型，采用實體單元劃分網(wǎng)格，單元數(shù)目為17 256，節(jié)點數(shù)目為5 352，自由度數(shù)目為97 659。
   
    2.3定義約束和施加載荷
   
    橫梁兩端通過螺釘固定在滑座上，在有限元模型中，把橫梁的邊界約束簡化為與固定螺栓位置相置相對應(yīng)節(jié)點的各個自由度來實現(xiàn)對橫梁的約束，橫梁受力為主軸箱的重力和銑削力，橫梁的最大變形量發(fā)生在主軸箱運行到橫梁中間位置時。
   
    通過求解，橫梁的最大變形量為0.1547 mm，實際的加工誤差(0.15～0.20 ram)與分析結(jié)果非常接近。圖3為原結(jié)構(gòu)位移云圖，對機床進行模態(tài)分析，可以明顯看出機床動態(tài)特性，即第1和第2階振型.如圖4和圖5所示。表1為前5階的固有頻率和振型。
   

    通過分析可知，第l階振型中橫梁在外力激勵下產(chǎn)生較大幅度的變形，在加工中銑刀隨橫梁上下振動，嚴重影響了工件的加工精度和表面質(zhì)量。因此設(shè)計中如何提高橫梁在Z向的抗彎剛度，減小切削時橫梁的變形量是提高機床動態(tài)性能的關(guān)鍵。
   
    3 結(jié)束語
   
    通過有限元軟件對橫梁建模，進行了靜態(tài)動態(tài)分析，得到了銑床加工中位移變形數(shù)據(jù)以及橫梁振型變化情況，所得結(jié)果與實際情況基本吻合，橫梁在Z向的抗彎剛度是影響加工精度的主要因素，因此要通過改進橫粱結(jié)構(gòu)來提高橫梁剛度，進而提高加工精度。