(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211316199.X (22)申请日 2022.10.26 (71)申请人 泰尔智慧(上海)激光科技有限公司 地址 201600 上海市松江区泗泾镇杜家浜 路89号33幢1号 (72)发明人 徐鑫　 (74)专利代理 机构 马鞍山市金桥专利代理有限 公司 341 11 专利代理师 刘晶晶 (51)Int.Cl. B23K 26/70(2014.01) B23K 26/38(2014.01) B23P 15/00(2006.01) G06F 30/23(2020.01) G06F 30/10(2020.01) (54)发明名称 一种激光切割机用挤压焊接横梁、 设计方法 及制作方法 (57)摘要 本发明公开了一种激光切割机用挤压焊接 横梁、 设计方法及制作方法， 挤压焊接横梁包括 一体挤压成型的轴向延伸型轻质高强合金骨架， 轻质高强合金骨架截面整体呈矩形状， 其内腔沿 轴向按对角设有X型加强筋， 其一侧壁顶部和下 部分别设有第一、 二凸台， 其底壁两端分别固设 有安装连接板， 安装 连接板与轻质高强合金骨架 底壁之间相对应开设有定位螺栓孔。 应用本发明 可有效解决激光切割机挤压铝横梁刚性差、 加速 变形大等问题， 其通过有限元分析及数据验证， 得到可靠截面形状， 并在横梁两端焊接同材质的 安装连接板， 以减轻重量； 另外， 新截面加工周期 缩短， 解决了激光切割机批量化生产过程中生产 效率问题， 也使横梁的材料利用率大大提高， 节 约制作成本 。 权利要求书2页 说明书5页 附图4页 CN 115502590 A 2022.12.23 CN 115502590 A 1.一种激光切割机用挤压焊接横梁， 其特征在于： 它包括一体挤压成型的轴向延伸型 的轻质高强合金骨架(1)， 所述轻质高强合金骨架(1)截面整体呈矩形状， 其内腔沿轴向按 对角设置有X型加强筋(13)， 其一侧壁顶部和下部分别设置有第一凸台(11)和第二凸台 (12)， 其底壁下表面两端分别固定设置有安装连接板(2)， 安装连接板(2)与轻质高强合金 骨架(1)的底壁之间相对应开设有定位螺 栓孔(3)。 2.根据权利要求1所述的一种激光切割机用挤压焊接横梁， 其特征在于： 所述轻质高强 合金骨架(1)为 一体挤压成型的轴向延伸型的轻质高强铝合金件。 3.根据权利要求1或2所述的一种激光切割机用挤压焊接横梁， 其特征在于： 所述安装 定位板(2)材质与轻质高强合金骨架(1)一致， 其焊接固定在轻质高强合金骨架(1)两端下 表面。 4.根据权利要求1所述的一种激光切割机用挤压焊接横梁， 其特征在于： 所述第 一凸台 (11)和第二凸台(12)的侧面为线轨安装面， 第一凸台(11)的顶面为齿条安装面， 所述线轨 安装面与轻质高强合金骨架(1)的对面一侧外壁平行度小于0.05mm， 所述线轨安装面和齿 条安装面的平面度小于 0.02mm。 5.根据权利要求1所述的一种激光切割机用挤压焊接横梁， 其特征在于： 所述轻质高强 合金骨架(1)的宽度为 435mm～640mm。 6.根据权利要求5所述的一种激光切割机用挤压焊接横梁， 其特征在于： 所述轻质高强 合金骨架(1)的宽度为 440mm～520mm。 7.一种激光切割机用挤压焊接横梁的设计方法， 其特 征在于， 步骤如下： S1、 分析并确定横梁所承受的主 要负载； S2、 根据横梁的设计要求， 确定横梁长度及材质， 根据简支梁的挠度变形公式， 选定通 过提高横梁 截面的轴惯性矩来减少横梁的变形； S3、 选定空心的矩形或类矩形作为横梁截面主体， 并选定该横梁截面主体同一侧的顶 部及下部位置作为用于安装线轨和齿条的两个凸台位置； S4、 将横梁截面的宽度作为关键参数进行锁定， 将激光切割机设备的其它部件重量、 横 梁长度、 横梁截面的高度、 壁厚等作为间接参数， 同时结合两个凸台的尺寸要求， 通过有限 元软件建立横梁模型并利用空心矩形的抗弯截面系数公式和 抗扭截面系数公式对横梁模 型进行模拟， 然后分析横梁模型及其截面的变形趋势， 并选定符合要求的横梁截面的宽度 值的范围； S5、 根据S4中有限元的模拟结果得出的横梁截面的宽度值范围以及变形趋势， 判断并 选定横梁内腔加强筋的结构形式； S6、 继续通过有限元软件将S5中选定的加强筋的结构形式添加到S4中选定横梁截面的 宽度值范围的横梁模 型中进行模拟和分析， 根据模拟结果， 选定加强筋的板厚范围， 即得到 最终优化的横梁 模型截面形状及尺寸范围。 8.根据权利要求7所述的一种激光切割机用挤压焊接横梁的设计及制作方法， 其特征 在于： 所述的加强筋的截面形状为 “X”型。 9.根据权利要求7所述的一种激光切割机用挤压焊接横梁的设计及制作方法， 其特征 在于： 所述横梁 模型的宽度范围为 440mm～520mm。 10.一种激光切割机用挤压焊接横梁的制作方法， 其特 征在于， 步骤如下：权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115502590 A 2S1、 根据权利要求7 ‑9任一项所述激光切割机用挤压焊接横梁的设计方法中选定的横 梁模型结构设计横梁毛坯外形 结构， 然后依据横梁毛坯外形 结构设计并制作挤压模具； S2、 通过挤压模具并采用轻质高强铝合金质型材在挤压机上挤压成型， 并按照横梁毛 坯外形的长度进行截断， 形成轻质高强铝合金骨架； S3、 在挤压成型的轻质高强铝合金骨架外形 上精加工出的线轨安装面及齿条安装面； S4、 对轻质高强铝合金骨架外形进行去毛刺处理， 并在安装面相应部位加工定位螺栓 孔。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115502590 A 3