近年來(lái)，隨著(zhù)我國航空航天、汽車(chē)、鐵路、機床等行業(yè)的不斷發(fā)展，石墨加工中心機床已成為制造業(yè)大零件加工的核心，具有加工質(zhì)量高、加工量大等優(yōu)點(diǎn)?？缍却?，剛度高，效率高。

石墨加工中心的性能直接影響到零件加工的質(zhì)量和精度。石墨加工中心橫梁構件的靜、動(dòng)態(tài)特性是影響加工中心性能的主要因素。因此，優(yōu)化和改進(jìn)現有的梁結構，以滿(mǎn)足石墨加工中心的要求，是一個(gè)迫切需要解決的問(wèn)題。本文采用有限元分析方法，對橫梁結構的動(dòng)、靜狀態(tài)進(jìn)行了分析，得出了橫梁結構的優(yōu)化設計和改進(jìn)方案。

1.石墨加工中心和梁組件的結構特征

  石墨加工中心主要由工作臺、主軸箱、冷卻箱、橫梁、滑枕、滑座等組成。石墨加工中心加工中心主要由雙壁邊梁結構支撐。其中，橫梁組件主要包括主軸箱、滑動(dòng)鞍座、主軸和橫梁，主要實(shí)現雙壁側梁上沿導軌的進(jìn)給運動(dòng)，進(jìn)給運動(dòng)方向主要為X軸。橫梁組件還承載著(zhù)枕木和滑動(dòng)座，其中枕木主要在滑動(dòng)座上上下移動(dòng)，而滑動(dòng)座主要沿著(zhù)橫梁上的導軌左右移動(dòng)。在石墨加工中心運行過(guò)程中，當滑塊運行到最低點(diǎn)，滑塊處于橫梁的中間位置時(shí)，橫梁的彎曲變形能力達到最大，從而對橫梁各部件形成集中載荷。

導致橫梁的最大彎曲變形。此外，為了保證快速準確的加工，在加工過(guò)程中，梁組件會(huì )受到自身重力、加速度和減速度慣性力以及復雜的切屑力的影響，梁組件成為一個(gè)薄弱環(huán)節。因此，一些學(xué)者提出石墨加工中心最關(guān)鍵的部件，只有保持良好的動(dòng)、靜性能，才能對大、重工件進(jìn)行加工，保證其滿(mǎn)足高速運轉的要求。

2.基于有限元分析的梁結構靜動(dòng)力分析

  本文重點(diǎn)研究了石墨加工中心梁組件的最大彎曲變形狀態(tài)。通過(guò)使用三維軟件Soid Works構建實(shí)體模型，在構建實(shí)體模型的過(guò)程中，為了保證計算效率和操作精度，簡(jiǎn)化了梁相關(guān)組件，最后實(shí)現了動(dòng)態(tài)梁結構的靜態(tài)特性采用有限元分析軟件。詳細分析。

2.1梁模型施工

  由So id Works構造的實(shí)體模型，其中梁和滑座為鑄件，設定材料為HT250，材料特性設定為：密度7 200 kg / m3，泊松比0.27，彈性模量1.3倍; 105兆帕。將組合梁結構實(shí)體模型導入ANSYSWorkbench有限元分析軟件，然后利用有限元分析組件將梁結構聯(lián)網(wǎng)。由于網(wǎng)格的劃分將直接影響有限元分析軟件計算的速度和精度[3]，基于此研究，主要結構是使用Solid45單元結構，其中單元結構設置為80mm，最后通過(guò)使用免費網(wǎng)格。除法方法最終得到梁構件的有限元模型，如圖2所示。

  其中，自由網(wǎng)格劃分是最自動(dòng)化的網(wǎng)格劃分技術(shù)之一。它不僅可以在曲面上自動(dòng)生成三角形或四邊形網(wǎng)格，還可以在體上自動(dòng)生成四面體網(wǎng)格，節省時(shí)間和精力。在嚙合過(guò)程中，為了保證操作的準確性和效率，僅保留梁和柱以及相關(guān)部件以簡(jiǎn)化模型。同時(shí)，應忽略并采用三維類(lèi)型的倒角，倒圓和凸臺等小功能。

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