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随着国内经济产业结构的调整、转型和升级,加工制造业对高端数控装备的需求逐渐增多。大型龙门机床由于其加工范围广、效率高等优点,已成为众多企业的重要的加工设备。为满足市场需求,在原XH2130机床基础上,开发一款大扭矩的XH2130B龙门加工中心。本课题结合江苏省“大型数控高精动梁龙门加工中心技术与装备”项目,主要对龙门机床滑座滑枕静动态特性进行分析。(1)首先对XH2130机床滑座滑枕的静态特性进行分析,分析滑枕位于不同行程,X和Z方向分别受最大铣削力时的静态特性,求解滑枕应变形及应力情况,其最大变形超过100μm;然后进行了有限元模态分析和谐响应分析,得到了滑座滑枕的固有频率,以及滑枕在X、Y、Z方向最大振幅。XH2130滑座滑枕的静动态特性较差,无法满足大扭矩切削要求。(2)通过分析比较机床常用的导轨的优缺点,决定重新设计XH2130B滑座、滑枕部件,采用适合大扭矩的贴塑滑动导轨结构,同时增大滑枕截面,对滑座、滑枕部件进行三维建模。借用XH2130机床床身、立柱、横梁等部件,设计完成XH2130B机床整机。(3)对XH2130 B滑座滑枕进行静动态特分析,求解得到滑枕最大变形在50μ m左右,一阶固有频率156.28 Hz,滑枕在X、Y、Z方向最人振幅分别为0.057 mm、0.001 mm、0.025 mm。与XH2130相比,XH2130 B滑座滑枕的最大变形量下降45%以上,一阶固有频率提高11.1%,X、Y、Z三个方向最大振幅下降70%以上。结果表明,XH2130B机床滑座滑枕静动态性能较好,能够满足机床大扭矩切削的设计要求。(4)对XH2130和XH2130 B机床滑枕进行静态试验,模拟机床在加工过程中,滑枕承受主轴传递过来的铣削力,对滑枕X和Z方向进行静态载荷加载,测量其下端最大变形量,XH2130B机床滑枕的变形量要比XH2130分别减小37.9%、49.8%。有限元分析得到的滑枕的变形量与试验测得数据基本吻合,最大偏差小于5%,证明了本文理论分析方法是准确的。(5)对XH2130及XH2130B机床进行了切削试验,研究机床的切削性能。在试验时,对同一试件,采用相同的切削参数进行加工。加工完成后,测量其形位公差和粗糙度,并对试验数据进行分析整理,与XH2130相比,XH2130B机床的加工精度提高20%左右,粗糙度值降低10%以上。本文通过对龙门加工中心滑座滑枕部件静动态特性的分析,设计完成了一种新的滑座滑枕部件,采用贴塑滑动导轨及大截面方滑枕结构,静动态特性良好,适用于大扭矩龙门机床。采用模块化,完成大扭矩龙门机床XH2130B的设计研发。这对国内同类型机床设备及部件的研发具有重要的指导意义。