Construction &DesignFor
Project 工程建设与设计
1引言
数控龙门镗铣床经过多年的发展， 已经成为多系列、多
种
类 、复合型机电液一体化的技术密集型产品，适合于大中型零
件多工作面的铣 、钻 、镗 、攻丝及曲面等多工序加工，配置数控
铣头后，还可对工件进行五面加工及各种复杂型面的五轴联
动加工，属于高精度、 高性能、高效率的重要装备。 应用领域十
分广泛，涉及国家军工 、航空 、航天 、船舶 、国防 、铁路 、重型机
械、 矿山机械 、工程机械 、能源 、钢铁等行业，同时也是火电 、水
电等行业主要零部件加工的关键设备。
传统龙门机床一般采用工作台移动，横梁静止的设计方
法，难以实现高速加工 。桥式龙门镗铣床采用了横梁部件移动，
而工作台静止的设计方法，这种结构适应了现代高速加工的发
展趋势，避免了传统工作台移动式数控龙门机床不适合高速加
工的欠缺，有效地增强了工作台的承重 。横梁作为代替工作台 进行运动的部件，其动静特性对机床整机的加工性能有重要影
响，因而对横梁部件的结构设计提出了更高的要求
[1,
2]
。
2
桥式龙门 3D模型
数控桥式龙门镗铣床的主要结构包括用于放 置
工件的工
作台 、床身 、横梁部件等，工作时，横梁沿床身纵向进给，在满
足横梁动 、静刚度的情况下，能够获得较高的速度和加速度 。
溜板在横梁上往复运动，滑枕固定在溜板上并在垂直地面的
方向上作上下往复运动。
图 1 桥式龙门整机图
桥式龙门镗铣床横梁部件动静特性分析
S tat
ic and Dynamic Analysis on Beam Parts of Bridge Gantry Boring and Milling Machine
王元伦，李绍萍，
彭梁锋，
张文坤
(
沈机集团昆明机床股份有限公司,昆明 650203)
WA N
G Yuan-lun, LI Shao-ping, PENG Liang-feng, ZHANG Wen-kun
(
K
unm
ing Machine Tool Co.Ltd.of Shenji Group, Kunming 650203, China)
【
摘 要 】 以提高桥式龙门机床横梁部件结构刚性， 减轻横梁部件质量
，满足机床高速加工要求为目的，利用
Pro/E软件建立三
维几何模型，通过模型简化，结合载荷等效原则建立有限元模型，分析其在工作载荷下的静态刚度和动态刚度，根据分析结果对
现有横梁进行再设计。
【Ab st
ract
】The
pa
per aims to improve the structural rigidity of beam parts of bridge gantry machine, reduce its mass and meet the
demand of high-speed processing of the machine. Pro/E software is used to establish a three-dimensional geometric model. By
simplifying the model, finite element model is built based on the load equivalent method. The static and dynamic stiffness under
working load are analyzed, and then the existing beam is optimized according to analysis results.
【 关键词 】 桥式龙门镗铣床； 横梁；
动静特性分析
【Ke
y
words
】bri
dg
e gantry boring and milling machine; beam; static and dynamic analysis
【
中图分类号 】T
H 122
；
TG659 【文献标志码 】A 【文章编号 】1007-9467 （2016 ）09-0090-03
【 DOI 】
【 作者简介 】王元伦
（ 19 8
2
～ ），男，云南宣威人，工程师，从事精密数
控机床及功能附件研究。
90
10.13616/j.cnki.gcjsysj.2016.09.112
如图!所示，该机床的各个组成部分中，横梁是至关重要
的部分，除去其沿床身的纵向运动，它还支撑和带动溜板图!数控桥式龙门镗铣床横梁模型图"横 梁 总 变 形 和!向 变 形图#横梁上导轨和下导轨!向 变 形通过分析发现横梁的最大总变形为☧☨∥⼯，!向最大
变形为☧☨ℰ⼯，均发生在滑座安装位置图&横 梁 前%阶固有模态振型∣␥☣✨┩* ⬤Ⱝ⨩ⴤ, ⸪⼭Ⱔ制造工程设计™
!∣␥☧⠥⤢*+Ⱝ⸪ ⼢& 〦∱%工程建设与设计通过仿真分析发现，横梁在2向的最大变形为™℣␥%，相
比于优化前增加™Ω✥%；&阶模态为✨∦⤤⨫，相比于优化前
降低Ⱜ∨⨫，横梁质量为™⤤!☡-ⸯ，相比于优化前降低™#!☡-ⸯ，对比见表,所示图"优化后横梁结构图
图#优化后横梁总变形及!向 变 形 图
图$优化后横梁导轨变形图
图%优 化 后 横 梁 前"阶 固 有 频 率™
桥式龙门镗铣床横梁部件动静特性分析（论文）.pdf
