卜雪君

（齊齊哈爾二機床（集團）有限責(zé)任公司，黑龍江 齊齊哈爾 161000）

在進行龍門銑床橫梁設(shè)計的過程中，需要利用有限的軟件來對重型龍門銑床的橫梁部分進行建模和分析，同時結(jié)合最終的結(jié)果來對衡量的具體結(jié)構(gòu)進行全面優(yōu)化，多目標(biāo)決策方法的應(yīng)用，能夠?qū)⒍鄠€設(shè)計目標(biāo)優(yōu)化成一到兩個設(shè)計問題，制定出最為簡單的解決方法。同時還包括分層序列法的應(yīng)用，將所制定的設(shè)計目標(biāo)按照重要性確立實施順序，保證在完成現(xiàn)有的目標(biāo)后，能夠一次對下一個目標(biāo)進行解答，同時還需要直接求出一種設(shè)計方法，然后結(jié)合制定好的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，來得出滿意的設(shè)計方案，對于每一個設(shè)計目標(biāo)都要制定一個期望值。

1 重型龍門移動銑床組織結(jié)構(gòu)

重型數(shù)控龍門移動銑床的主機結(jié)構(gòu)一般都包括機身、床上滑枕、主要工作立柱和基礎(chǔ)工作臺等部分，同時需要明確重型龍門移動銑床是集銑、鉆、車削等眾多功能為一體的機械設(shè)備形式，龍門銑床工作臺需要進行固定，龍門框架則處于移動式狀態(tài)，總體的分布格局是龍門框架在滑座上進行移動，保證雙向交流伺服電機的驅(qū)動，同時需要在龍門框架的主橫梁上配置出具有大功率、多功能性的滑枕式鏜銑頭。

其中通過在機床上設(shè)置靜壓導(dǎo)軌，主要采用的是滾和滑復(fù)合式導(dǎo)軌，保證各軸之間處于全封閉控制狀態(tài)，通過進給軸的應(yīng)用來實現(xiàn)任意三軸之間的聯(lián)動，多目標(biāo)決策的方式在這一過程中的應(yīng)用，需要改變傳統(tǒng)設(shè)計理念，在理論上和應(yīng)用上得到全面的發(fā)展，堅持方法和理論相結(jié)合的基本理念來實現(xiàn)多目標(biāo)化的產(chǎn)業(yè)優(yōu)化，主觀設(shè)定設(shè)置方法。

在進行數(shù)控龍門銑床的橫梁設(shè)計開展過程中，需要明確橫梁是關(guān)鍵性的部件，直接決定了機床的整體性能，因此需要對其行情廟的主要形狀以及導(dǎo)軌的形式進行嚴(yán)格的分析，了解內(nèi)部板筋的基本構(gòu)造，明確機床自身所具有的受力狀態(tài)，確定結(jié)構(gòu)的整體剛性，保證結(jié)果運行結(jié)果的穩(wěn)定性，提高銑床的抗震性。多目標(biāo)決策方案的制定是為了保證，設(shè)計流程符合橫梁的荷載變化規(guī)律以及變形特點，對橫梁的主要受力進行嚴(yán)格的分析，保證橫梁的自重符合橫梁導(dǎo)軌充電標(biāo)準(zhǔn)，對橫梁的整個滑座、主軸、電機、外圍鈑金的重量進行嚴(yán)格的測量分析，從而確定橫梁的整個平行力。

一般情況下，三重力共同作用在橫梁上之后會讓和橫梁導(dǎo)致變形和彎曲，不利于主軸的定位精度，從而嚴(yán)重影響到機床的加工情況，因此在進行橫梁結(jié)構(gòu)設(shè)計的過程中，需要運用多目標(biāo)決策方式來進行合理的優(yōu)化，通過線性規(guī)劃問題舉題，二維線性規(guī)劃的幾何圖解，線性規(guī)劃的標(biāo)準(zhǔn)形式，單純形法求解，人工變量與兩階段法等多種方式來進行詳細的結(jié)構(gòu)分析，通過對設(shè)計流程的詳細分析全面提高橫梁的剛度，選擇出有力的截面形狀，合理的設(shè)置擱板和加強筋。

2 橫梁截面和導(dǎo)軌設(shè)計

當(dāng)機床的支承件在承受壓力后發(fā)生彎曲后需要扭轉(zhuǎn)荷載，變形和與截面的面積大小產(chǎn)生直接的關(guān)聯(lián)，并且會受到橫截面形狀的影響，因此需要了解截面的慣性矩、方形截面的抗彎剛度將會大于圓形戒面，但是抗扭曲剛度則是圓形大于方形，這一結(jié)論可以通過多目標(biāo)設(shè)計方法來得出。通過凸集、凸函數(shù)的計算來得到無約束問題的最優(yōu)解，有等式約束問題的最優(yōu)解，有不等式約束問題的最優(yōu)解，無約束問題的近似解法。運用梯度法、牛頓法得出有約束問題的近似解法，罰函數(shù)法(外點法)，障礙函數(shù)法(內(nèi)點法)，結(jié)合所作出的應(yīng)結(jié)論來得到支撐架所能承受的彎矩大于扭距。

因此，在進行截面形狀的選擇過程中，要以方形和矩形為最佳選擇方案，同時要結(jié)合矩形截面的綜合剛性，來對橫梁的受力進行詳細分析，最后得出結(jié)論，龍門銑床的橫梁變形計有彎矩型就有扭轉(zhuǎn)型，橫截面的設(shè)計要以方形為主，一般情況下，機床都是采用直線導(dǎo)軌來保證上導(dǎo)軌的面積處于水平狀態(tài)，下導(dǎo)軌面皆處于垂直狀態(tài)，這一結(jié)構(gòu)雖然具有一定的加工難度，但是能夠讓兩條道軌分別承擔(dān)主軸和滑輪系統(tǒng)的荷載力，很好地改善導(dǎo)軌的承力結(jié)構(gòu)，提高導(dǎo)軌的受力結(jié)構(gòu)，保證導(dǎo)軌的綜合剛度。

3 橫梁板筋設(shè)計

龍門銑床的橫梁內(nèi)部板筋主要是根據(jù)荷載的主要特點來進行合理配置的，通過設(shè)置隔板和加強筋的形式，來全面提高橫梁的整體布局，提高橫梁的綜合剛度，在設(shè)計過程中，可以采用橫豎板筋交叉的框架結(jié)構(gòu)設(shè)計形式，來全面提高結(jié)構(gòu)的綜合性抗力，符合刀具切削力的使用特性，并且操作工藝校為簡便。在進行橫梁距離設(shè)計的過程中，為了減小橫梁所受到的彎曲變形壓力，加大橫截面的主要高度，可以在中間增加一條水平方向或者豎直方向的隔板，來保證橫梁兩側(cè)的外墻能夠一起承受下墜所產(chǎn)生的重力，減少橫梁彎曲變形問題的發(fā)生，加大橫梁的整體性寬度，在適當(dāng)?shù)奈恢迷黾咏畎鍋淼挚古まD(zhuǎn)力。借助多目標(biāo)決策方式中整數(shù)規(guī)劃問題舉例，分支定界方法、，分支定界法求解步驟，決策的基本理論，決策分析基礎(chǔ)，隨機情況下決策問題的基本特點，不確定情況的決策規(guī)劃等等，來對橫梁受力可能產(chǎn)生問題的概率進行分析。了解主觀概率，主觀設(shè)定先驗分布，利用過去數(shù)據(jù)設(shè)定先驗分布，價值和價值函數(shù)的計算，結(jié)局集上的選好結(jié)構(gòu)，確定型問題的價值函數(shù)，從而仔細的分析橫梁時所具有的自重能力。一旦橫梁太輕，那么整體剛性就會得不到保證，如果橫梁過重就會加大彎曲變形問題的發(fā)生，從而導(dǎo)致機床的整體成本得到增加。為了考慮好鑄造所具有的工藝性，我們需要在進行橫梁橫豎方向金版設(shè)計的過程中，開設(shè)矩形窗口，以此來減輕橫梁所承受的重量，并且可以采用大圓角過渡的形式，避免應(yīng)力集中所造成的鑄件開裂問題。對整個結(jié)果分析所做出結(jié)論，橫梁具有足夠大的剛性，因此，需要在進行圖紙設(shè)計的過程中顯示出局部的應(yīng)力集中情況，保證最大應(yīng)力的數(shù)值，合理的約束橫梁所處的位置，減輕局部壓力對構(gòu)建整體性的影響。

4 總結(jié)

綜上所述，在進行龍門銑床橫梁設(shè)計方案的制定過程中，需要利用函數(shù)進行表示，構(gòu)建綜合效應(yīng)的函數(shù)公式，對每一個方案的優(yōu)劣進行評價，通過層次分析法來明確方案的計量關(guān)系，重型龍門銑床，是我國高新技術(shù)行業(yè)發(fā)展的主要工作內(nèi)容，其生產(chǎn)設(shè)計受到了人們的廣泛關(guān)注。因此需要運用多目標(biāo)決策方案來對橫梁設(shè)計進行優(yōu)化，結(jié)合多年來的科學(xué)研究成果，多目標(biāo)決策的制定，無論是在理論上還是方法上都需要結(jié)合當(dāng)下的龍門銑床橫梁結(jié)構(gòu)形式進行優(yōu)化，將具體方法和生產(chǎn)事例相結(jié)合，主動尋求多種解法。