葛 阳

龙门式加工中心GDM2040的理论计算与分析

葛 阳

（大连三垒机器股份有限公司，大连 116000）

本文以龙门加工中心GDM2040的设计开发为案例，阐释设计前期的理论计算和分析过程，通过对机床主驱动系统的计算和校核，分析主要支撑件的有限元，以保证设计的合理性，既为该产品开发提供理论依据，也为相关机床的设计开发提供佐证。

龙门式加工中心 理论计算 有限元分析

1 主参数表

根据市场调研和产品改进计划，提出产品的性能要求、需要满足的新标准及工业造型要求等设计信息，确定本机床的主要设计参数如表1所示。

表1　机床主要的设计参数情况一览表

2 主参数的计算及校核

2.1 主驱动系统计算

根据设计输入信息，参考标杆产品配置，与液压系统进行匹配计算，以确定动力系统的输出功率、转速，从而选择适当的原动机；根据结构布置，进行系统的热平衡计算，以选择合理的散热方式及散热器。

计算过程如下：

（1）主轴电机：西门子1PH7137-2QF03-0CA0；

（P=22/30KW，Nmax=8000r/m，Nrate=1500r/m，T=140.1Nm）；

（2）主轴转速：10～6000r/m（低速档：10～990，高速档：990～6000）；

（3）锥孔型号：BT50（7:24）。

2.2 液压系统计算

由设计要求可知，本机床液压系统各执行回路所需流量、压力油由液压站集中供给。机床各执行回路工作时所需的压力分别为：刀库6MPa，附件头拉紧5MPa，主轴换挡5MPa，主轴松刀6MPa，附件主轴松刀10MPa，C轴夹紧放松5.5MPa，最大工作流量为刀库40L/min。本机床选用单电机加变量叶片泵的方式为系统供油。

由于液压系统在传动的过程中存在着局部压力损失和沿程压力损失，故选择叶片变量泵出口处的压力为10.5MPa。……