2橫梁結構的有限元分析
   
    2.1 模型簡化
   
    橫梁為鋼板焊接結構，因此各個焊點均作為模型的剛性節點，將主軸箱簡化為和實際結構重量基本一致的箱形結構，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劃分網格
   
    將橫梁的實體模型導入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格，單元數目為17 256，節點數目為5 352，自由度數目為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節點的各個自由度來實現對橫梁的約束，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)與分析結果非常接近。圖3為原結構位移云圖，對機床進行模態分析，可以明顯看出機床動態特性，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量。因此設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性能的關鍵。
   
    3 結束語
   
    通過有限元軟件對橫梁建模，進行了靜態動態分析，得到了銑床加工中位移變形數據以及橫梁振型變化情況，所得結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構來提高橫梁剛度，進而提高加工精度。