0序言

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]分折了龙门制作中的静抗弯刚度 并对设备构造做提升 。从文中小编以某型龙门五轴粗加工中心制作中 心机器为探究物体  ，运行有效元水平分折其信息态特 性并选出其弱部分一房粱；改造什么其设计的后并在 工作手机验证了改造什么设计的的行之实效性 。

1整个机械冗余基本特征剖析

1.1静运动学具体分析

國產的某型龙门车铣复合工做服务中心点由床身、立柱、横 梁、设备的主轴箱、工做台和双摆头等部分主成  ，如图是1所 示 。因为龙门工做服务中心点图形构成繁杂  ，在实现局限元 类别时  ，无法能采取所有时紧时松繁杂的图形影响因素  ，以至于 只采取一些起主要效果的问题来成立电脑整机的创新模 型 。用Pro/E软件下载先将各个部门件构建三维空间三维线模特并 装配工艺得见组装机模特  ，引入ANSYS的Workbench用 APP  ，设定数控磨床的建材人物属性 。但其中立柱的建材为 HT250  ，柔软性模量为1. 2 x10⁵ MPa  ，规格为7 210 kg/ m³  ，泊松比0.22;主梁等各种大件快递用Q235A  ，回弹性 模量为2. 1 x 10⁵ MPa  ，密度计算公式为7 860 kg/m³  ，泊松比 0.3 。去网格区划时  ，采用了SOLID 45摸块对线下进 行网格区分  ，会因为运用部的应力性质对整个机械的静应力 有大量反应  ，所以使用手机移动用户自表述摸块来模以运用 部 。数控磨床运用部有渐渐伺服电机初快-次级、渐渐精密 导轨滑块-行列、滚珠蜗杆丝母-蜗杆和地脚螺栓 。手机移动用户 自表述摸块用前景随意二个构件来表述  ，每个构件有 6个公民权度个自表述摸块中含二个构件都有12 个公民权度  ，就需要用12 x 12阶的分块矩阵来是完全名词解释该 第一单元的硬度、阻尼或质理资讯⁰ 。业主自确定单园的 实常数是需要给同一个12x12的分块矩阵中的化学元素都赋值, 

静钢度相对的量磨床性能参数劣势的必要指数  ，相对 龙门制作加工核心说  ，它身体的重量对磨床的倾斜和加 工高精准度拥有着必要的影晌⁶ 。换算数控磨床在重力势能用下的 压扁前提  ，报告单如图是3图示 。工件表面上的极大压扁为 0. 039 mm,数控车床主轴尾端面的发生为0. 197 mm 。

           在整套装置十分有限元模形中  ，依照规定具体情况载荷设计的边界约 束必备条件  ，将床身地脚孔内圆锥形面充当统一依赖 。分别是 在主轴轴承内孔和部件的分别上边加入的x、y、z6个方 向  ，深浅为5 000 N的力 。以x向静承载能力特征分析  ，能够得到 的电脑整机的变化条件如下图所示4, 3个目标的静承载能力可比性结 果见表1 。由表1确知  ，数控磨床在y方向下出现变形量最主要, 抗弯刚度最高 。

1.3找出该机基础薄弱基本原则

       为查找机床主轴的存在问题零配件  ，按照专著7],灵活运用 机械数控车床串连刚场实际  ，构建其串连强度图谱进行分析出 各个部位件和变形占整个机器位移量的正比见图5 。因此整个机器是 —个数控车床两刀具一镗孔分解成的串连体统  ，体统钢铁的坚韧性低于空机中弹性最高的控制部件 。由图4分析各控制部件对系统软件 弹性的影向  ，查找存在不足部分  ，而使加快空机强度 。由 图5得知  ，大梁在y方向左膨胀量较多  ，百分之几一体化工 艺膨胀百分率高达到40%不低于  ，从而导致y向强度相比较较低 。 解析其愿意可能会为：竖梁的强度过高；立柱绕y轴抗 弯强度不足之处；主要箱机系统的强度较低 。

2动态图片特点数据分析

       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 可预知  ，铣床振动式具体分散在立柱和竖梁上  ，与静力 学概述相融入  ，介绍竖梁是铣床的较弱方面  ，需求 进一大步简化其组成 。

3 由于原架构的改良设汁

由后面的定量分析确知  ，主梁在y向的承载能力缺点  ，由 于其承载能力是反复变现的  ，而主梁前面无支持点  ，其 柔度较大的 。为增多其在y向的抗弯强度   ，满足到须要 在原先顶梁的基本勤奋努力行完善机构  ，这样提供3种改 进预案便于于进步开展研究分析 。原先顶梁机构并没有外 部其余优秀的部分  ，而3种预案就像文中7 。

对改进措施后3种成分各处件展开有现元介绍  ，能够 各处件在y向占整个设备变行量的参考值如下图所示8 。可找到横 梁在产品 体系中的变行百分比已能大大调低  ，各个部门件的变 形百分比也略显合理安排的 。这里面提高效率组成3各个部门件变行量的 百分比极其合理安排的 。之所以以组成3是有限的元分享为基础性   ，进 行合理的组成提高效率 。

图8构成加强方案前前后的后各个部位件和变型在操作系统和变型的身材比例 对加强方案后设备做声音态性数据分析  ，以加强方案 构成3举例  ，到加强方案前前后的后构成对比性见表3 。因而 看出来  ，加工中心在x, y,z向静应力均为之怎强  ，更是 在越来薄弱环节的y向  ，增高了 24. 3%,可是其低阶 速度均进而增强  ，其八阶速度增强了 18. 8% 。说 明加强结构的后机器的信息态性能特点均获取了好的 效率 。

4实验操作自测毕竟与浅析

为检测的方法提高效率后大梁形式实际前提上变型量  ，与十分有限元分 析然而采取可比性  ，采取了大梁变型量的检测的方法进行实验  ，测 量场所如图已知9 。明确实际前提上加装前提将大梁移至立柱 上  ，以做工作台图片品质为依据  ，将千分表放移至滑枕下, 以大梁右端为起至点  ，拥有形式提升组选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向的位移非常明显增涨  ，详细说明主梁在y向变型 量减少  ，刚度系数延长 。甚至进行实验检查结局与非常有限元讲解 结局也大致吻合  。

5.实验结论

采用插入用户组自定议象限养成代加工中央的结合在一起部  ，形成了龙门五轴加工工艺咨询中心加工工艺咨询中心的十分有限元对模型后对其3 个方向上的静硬度通过较  ，知道其y向刚度比力量存在不足 。通 过对精加工中间确定模态概述  ，与静结构力学概述相组合找 到组装机的力量存在不足内脏器官一大梁 。在没有转变应有大梁的基 础上  ，满足提升其他节构的形式对应有大梁进行不断改造 构造设计并要求3种策划方案 。满足会比较出现节构3而言合 理 。将不断改造后节构与应有节构满足不多元求算和具体 实验报告校正的形式进行对照  ，出现求算没想到和校正没想到 基本的符合 。满足不断改造大梁节构  ，满足了升高组装机响动 态特征参数的为的 。 ?原有横梁结构没有外 部任何突出部分  ，而3种方案如图7 。