多軸數(shù)控機床刀具端動態(tài)特性測試評估及其軟件開發(fā).pdf

1、機床的動態(tài)特性影響其加工穩(wěn)定性，從而影響加工效率、工件質(zhì)量、刀具壽命等關(guān)鍵指標，通過穩(wěn)定性葉瓣圖來獲知機床的加工穩(wěn)定性，其必要前提是得到機床刀具端的頻響函數(shù)。
　　為避免重復(fù)實驗，采用三分量響應(yīng)耦合子結(jié)構(gòu)分析法，建立機床刀具端頻響函數(shù)的預(yù)測模型，將機床系統(tǒng)劃分為主軸-刀柄上段子結(jié)構(gòu)、刀柄下段子結(jié)構(gòu)和刀具子結(jié)構(gòu)，通過耦合各子結(jié)構(gòu)頻響函數(shù)獲得整體頻響函數(shù)。采用復(fù)剛度矩陣方法辨識柔性結(jié)合部，用一個2×2的對稱復(fù)剛度矩陣代表柔性結(jié)合部，通

2、過逆響應(yīng)耦合法求解矩陣中三個未知矩陣元素，可預(yù)測不同刀具刀柄組合的刀尖點頻響函數(shù)。對比復(fù)剛度矩陣計算方法和遺傳算法辨識刀柄刀具之間柔性結(jié)合部頻響特性的效率和精度，結(jié)果顯示復(fù)剛度矩陣計算方法模型更精確，計算效率更高，而對實驗誤差較敏感。
　　選取靜剛度、固有頻率、最小動剛度、界寬、過柔度等5個動態(tài)特性評價參數(shù)，給出通過頻響函數(shù)來計算這些評價參數(shù)的計算過程?；谝陨侠碚?，整合MATLAB的計算工作和ANSYS的仿真工作，開發(fā)相應(yīng)的機床

3、動態(tài)特性預(yù)測與評估軟件。按照樹狀節(jié)點管理結(jié)構(gòu)搭建了軟件的整體框架，將RCSA方法和評價參數(shù)提取方法的應(yīng)用簡化為軟件中的指定輸入和輸出的操作，輸入所需的實驗數(shù)據(jù)和刀柄模型，輸出預(yù)測的頻響函數(shù)等。該軟件可用于預(yù)測和評估不同工作位姿下不同刀柄、刀具組合的機床刀具端動態(tài)特性。
　　基于以上的理論方法，在多軸數(shù)控機床動態(tài)特性預(yù)測與評估軟件平臺上，分別對重型五軸聯(lián)動機床和車銑復(fù)合加工中心在不同工作位姿情況下的動態(tài)特性進行測試、預(yù)測和評估，給出