基于有限元方法的龙门式机床横梁仿形技术的研究
1 横梁弯曲变形机理及解决方法综述
龙门式机床凭借其结构上的先天优势，具有刚性好、加工范围广、加工精度易保证等优点，在机加工行业中得到 广 泛 应 用。一台典型的龙门机床通常由床身、工作台、横梁、立柱、滑板、滑枕等结构件组成。其中，横梁及两个立柱构成了龙门框架。
依照力学原理，横梁可以简化为两端固定梁，在自身重量(均布载荷)和移动部件重量(集中载荷)双重作用下产生弯曲及扭转变形，终影响横梁导轨直线度。对于大型龙门设备，横梁弯曲变形也是影响整机精度的主要原因之一。目前，解决这一问题的途径可归结为两大类:
第一类，改变横梁内部筋腔布局［1］，或者在横梁外部增加 抗 弯 梁［2］等。此类方法从横梁自身结构入手，提高横梁整体的抗弯刚度，进而减小变形。但此类方法并不能从根本上消除横梁弯曲变形所产生的导轨直线度误差。而且，增加抗弯梁(卸 荷 梁)后，横 梁 截面形状不规则，为机床其他部件的布置增加困难。
第二类，通过分析计算，得到横梁在综合受力状态下的变形曲线。并依照曲线仿形加工横梁导轨，抵消弯曲变形。此类方法理论上可以消除自重导致的变形，但由于计 算 量 庞 大，且导轨形式多样(滚 动 导 轨、滑动导轨、静压导轨等) ，设计过程中经常借助有限元分析软件进行分析计算，并需要依据不同导轨形式选择加工方案。
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