2橫梁原結(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)，閃此各個焊點(diǎn)均作為模型的剛性節(jié)點(diǎn)，將主軸箱簡化為和實(shí)際結(jié)構(gòu)基本重量一致的箱形結(jié)構(gòu)，考慮到主軸箱與滑板的接觸變形遠(yuǎn)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
    
     對橫梁的實(shí)體模型導(dǎo)人CosmosWorks有限元軟件中，建立有限元計(jì)算模型，采用實(shí)體單元劃分網(wǎng)格，單元數(shù)目為17256，節(jié)點(diǎn)數(shù)目為9352，自由度數(shù)目為97659。
    

     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，把橫粱的邊界約束簡化為與同定螺栓位置相對應(yīng)的節(jié)點(diǎn)的各個方向的自由度，即周定與螺栓位置相對應(yīng)節(jié)點(diǎn)的各個自由度來實(shí)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(yùn)行到橫梁中間位置時(shí)：圖4為劃分網(wǎng)格后對橫梁和滑板施加載荷約束后的模型圖，通過求解，橫梁的最大變形量為0．1547mm，實(shí)測加工時(shí)為(0．15-0．20 mm)左右，分析結(jié)果與實(shí)際加工的誤差基本一致，遠(yuǎn)大于工件0．06mm的平面度要求。圖5為原結(jié)構(gòu)位移云圖。對機(jī)床進(jìn)行模態(tài)分析，可以明顯表現(xiàn)出機(jī)床動態(tài)特性為圖6、7的第一、二階振型圖。表l為前五階的固有頻率和振型：通過分析可知第一階振型中橫梁在外力激勵下產(chǎn)生較大幅度的變形，在加工過程中使銑刀的定位精度變差，嚴(yán)重影響了工件的加工精度。因此要對橫梁的結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)。