大规格铝型材龙门加工中心横梁静动态特性分析.pdf

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1、第9期组合机床与自动化加工技术No．92015年9月ModularMachineTool＆AutomaticManufacturingTechniqueSept．2015文章编号：1001—2265(2015)09-0038-04DOI：10．13462／j．cnki．mmtamt．2015．09．011大规格铝型材龙门加工中心横梁静动态特性分析术刘伟虔h'，张进生h，，韩德建h’¨，孙芹h，，郭全杰a，，孙建刚。，亓爱林。(1．山东大学a．机械工程学院．b．高效洁净机械制造教育部重点实验室，济南250061；2．山东英才学院，济南2501

2、04；3．济南天辰铝机股份有限公司，济南250101)摘要：以大规格铝型材龙门加工中心横梁为研究对象，对其截面形状和筋板布置进行了设计；采用了理论计算和仿真相结合的方式对其静力学特性进行了分析，获得了横梁极端工况下的变形情况；运用ANSYSWorkbench软件对横梁进行模态及谐响应分析，获取横梁结构的前六阶固有频率及振型，并得到横梁的频幅响应曲线。结果表明：该横梁静刚度良好；激振力频率与横梁1、2、5阶固有频率接近时容易发生共振，在加工时应合理选择工艺参数(主轴转速、刀具齿数)使激振频率远离共振频率。为横梁结构的静动态分析及后期优化设计提

3、供了理论依据。关键词：龙门加工中心；横梁；静力学分析；模态分析；谐响应分析中图分类号：TH16；TG502文献标识码：ATheStaticandDynamicCharacteristicAnalysisofAluminumGantryMachiningCenterCrossbeamLIUWei—qian，，ZHANGJin．sheng。’，HANDe—jian，，SUNQin，，GUOQuanqie’，SUNJian-gang，QiAi—lin(1a．SchoolofMechanicalEngineering；b．TheKeyLaborat

4、oryoftheEficientCleanMachineryManufacturing，ShandongUniversity，Jinan250061，China；2．ShandongYingcaiUniversity，Jinan250014，China)Abstract：Takingcrossbeamofonelargealuminumgantrymachiningcenterastheresearchobject，intro—ducethedesignstudyontheshapeofsectionforthebeamandthelayo

5、utofreinforcementplates；useacombinationofthetheoreticalcalculationandsimulationtoanalyzeitsstaticscharacteristicandthedeflectionofthebeamundertheextremeoperatingconditionsareobmined．ThemodalandharmonicanalysisofthecrossbeamwereperformedbytheANSYSWorkbenchsoftware，togetthen

6、aturalfrequencies，modalshapesandtheresponsecurvesofthestructurecalculatedunderdifferentlyfrequency．Theresultsshowthatthefirst，secondandfifthnaturalfrequencieswouldbearousedeasily．Theycouldprovideatheoreticalbasisforthefurtherdesignoptimizationofthecrossbeam．Keywords：gantry

7、machiningcenter；crossbeam；staticstructuralanalysis；modalanalysis；harmonicanal-ysis横梁进行了设计研究，并采用有限元分析方法获得了O引言横梁在最恶劣工况下的变形位移和应力分布。季彬大规格铝型材龙门加工中心主要应用于轨道交彬等人GMF3022龙门加工中心横梁进行了模态及通、船舶、车辆用铝型材加工领域，因为该类铝型材具谐响应分析，获取了横梁结构固有频率及振型，并得到有纵向长、截面复杂、薄壁等结构特点及加工易变形、了横梁的频幅响应曲线。AlexT．Chen等人利用一加

8、工速度和效率要求高的工艺特点，所以要求加工中种新型有限元算法对非匀质对称叠层梁进行静动态特心具有纵向行程长、静动刚度好、精度高等特点。横梁性分析。本文根据横梁载荷及加工中心的设计