3橫梁結(jié)構(gòu)改進(jìn)和分析
    
     3．1橫梁結(jié)構(gòu)的改進(jìn)
    
     從以上分析可知，橫梁的剛度不足是影響變形的主要原因。在橫梁改進(jìn)設(shè)計(jì)中，考慮到機(jī)床的工作環(huán)境等方面因素，改進(jìn)時(shí)對橫梁基本結(jié)構(gòu)不作大的變動(dòng)，為提高橫梁抗扭剛度采用了對角筋板抗扭理論，將橫梁內(nèi)部的筋板改為x型；為了充分發(fā)揮縱向筋板的抗扭性能，筋板布置角度應(yīng)盡量與水平面成45。和135。的方向，改進(jìn)的方案如下：
    
     (1)將筋板數(shù)量由原3塊變?yōu)?塊，厚度由10mm增加到15mm；
     (2)在橫梁內(nèi)部加一條縱向的水平筋板s．厚度為15mm；
     (3)將梯形角d由16。增大為20。；
     (4)橫梁內(nèi)部新增X型筋板，厚度為15mm，寬為30mm。改進(jìn)后的結(jié)構(gòu)見圖8。
    
     3．2有限元分析
    
     將改進(jìn)后的橫梁模型導(dǎo)入有限元分析軟件中，經(jīng)過分析計(jì)算后得出橫梁的變形(見圖9)以及橫梁的振型結(jié)果，橫梁在加工過程中的最大變形量為0．056mm，改進(jìn)后橫梁最大變形量比改進(jìn)前明顯降低。
    

     3．3計(jì)算結(jié)果與實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證
    
     為驗(yàn)證上述改進(jìn)的合理性，對銑床進(jìn)行了模態(tài)實(shí)驗(yàn)。用一剛度小的索懸掛激振器，分別在主軸端部的三個(gè)方向上對機(jī)床進(jìn)行正弦掃頻激勵(lì)，在銑床上布置了14個(gè)測點(diǎn)，通過安裝在主軸端前端、橫梁上部和滑板上的8個(gè)加速度傳感器拾取系統(tǒng)的振動(dòng)信號，對其進(jìn)行模態(tài)分析。
    
     從表2中可以看出，本文的計(jì)算結(jié)果與試驗(yàn)測試結(jié)果比較吻合，橫梁動(dòng)態(tài)性能有了明顯提高。其中，一階頻率偏差相對較大，這是因?yàn)闄C(jī)床主軸箱與滑板的接觸剛度在計(jì)算時(shí)沒有考慮，導(dǎo)致一階模態(tài)結(jié)果偏小。
    

     4結(jié)束語
    
     通過有限元法對原橫梁及改進(jìn)后的動(dòng)態(tài)分析和對比，探討橫梁內(nèi)部筋板的布局對其動(dòng)態(tài)性能的影響，并以橫粱振動(dòng)模態(tài)相對位移量的大小為設(shè)計(jì)的參考依據(jù)，提出了對橫梁的改進(jìn)建議，并通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，橫梁結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)是可行的，對減小其變形量、提高加工精度起到良好的作用。