机床与液压

作者：刘朝彤，于浩，吴东旭，索奇，吕盾

单位：通用技术集团机床工程研究院；西安交通大学机械工程学院；通用技术集团机床工程研究院；通用技术集团机床工程研究院；西安交通大学机械工程学院

关键词：超精密五轴加工中心;动梁龙门构型;定梁龙门构型;惯性力变形

基金：国家自然科学基金项目（52175483）

超精密立式五轴机床在加工复杂曲面零件时，要求直线轴加速度高达1g。在高加速度工况下，惯性力引起的刀尖点弹性变形是影响机床和零件加工精度的关键因素。针对动梁龙门和定梁龙门两种典型构型，分析其零部件装配关系，建立床身、立柱、横梁等结构件的有限元模型。采用弹簧阻尼单元等效模拟静压导轨、气浮隔振单元及螺栓连接等关键动静结合部，建立动静结合部连接约束及整机有限元模型。基于达朗贝尔原理，计算X和Y轴在1g加速度下产生的惯性力，并将其以等效静载荷形式施加于运动部件质心，分析对比惯性力作用下两种构型的刀尖点弹性变形。结果表明：在相同惯性载荷下，定梁龙门构型和动梁龙门构型的刀尖点变形量分别为38.91、65.10 μm，定梁龙门构型在抑制惯性力引起的刀尖点变形方面明显优于动梁构型。定梁龙门构型在Z方向的刀尖点变形较为显著，且其运动部件惯性力也主要作用于Z方向，所以Z方向的运动部件是定梁龙门构型的薄弱环节。

来源：2026年第8期

《机床与液压》期刊编辑部

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