數(shù)控機(jī)床時(shí)變結(jié)構(gòu)的動(dòng)力學(xué)特性研究.pdf

1、高速、高精、高效是現(xiàn)代機(jī)械加工工業(yè)的主要發(fā)展方向。各行各業(yè)對機(jī)械產(chǎn)品的性能提出了更高的要求,特別是機(jī)械結(jié)構(gòu)的動(dòng)態(tài)特性。隨著數(shù)控技術(shù)的發(fā)展,傳統(tǒng)加工條件下對機(jī)床動(dòng)態(tài)性能影響不大的因素在現(xiàn)代加工中可能引起機(jī)床振動(dòng)和精度弱化。機(jī)床結(jié)構(gòu)的時(shí)變特性就是其中一個(gè)重要因素。當(dāng)加工工序確定之后,機(jī)床的工作位置的變化就成了時(shí)間的函數(shù),這種工作空間的時(shí)變特性將引起機(jī)床整機(jī)的剛度以及質(zhì)量分布的時(shí)變,從而導(dǎo)致機(jī)床動(dòng)態(tài)特性的時(shí)變。本文主要研究內(nèi)容和相關(guān)結(jié)論如下:

2、
　　本文基于數(shù)控機(jī)床時(shí)變結(jié)構(gòu)的位置相關(guān)性,采用位置離散方法進(jìn)行機(jī)床工作空間劃分,劃分得到的機(jī)床工作子空間近似按時(shí)不變結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析,進(jìn)而構(gòu)建數(shù)控機(jī)床工作空間結(jié)構(gòu)模態(tài)譜,揭示數(shù)控機(jī)床工作空間時(shí)變結(jié)構(gòu)的動(dòng)力學(xué)特性分布規(guī)律,為提高加工穩(wěn)定性做鋪墊。
　　為了使用有限元法構(gòu)建數(shù)控機(jī)床工作空間的動(dòng)態(tài)特性譜,本文以各進(jìn)給軸的進(jìn)給量為變量參數(shù),建立了參數(shù)化仿真分析模型;由于數(shù)控機(jī)床的可動(dòng)結(jié)合部的特征參數(shù)對整機(jī)的動(dòng)態(tài)特性影響很大,因此本文還

3、建立直線滾珠導(dǎo)軌副以及滾珠絲杠副的力學(xué)模型,并結(jié)合赫茲接觸理論,推導(dǎo)了直線導(dǎo)軌副以及滾珠絲杠副的接觸剛度計(jì)算公式。
　　對數(shù)控機(jī)床的工作空間進(jìn)行了模態(tài)譜分析和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。以XHK5140立式加工中心為對象,通過數(shù)控機(jī)床的典型工作位置以及以各個(gè)進(jìn)給軸工作位置為變量進(jìn)行模態(tài)敲擊實(shí)驗(yàn),提取模態(tài)參數(shù),對比仿真分析結(jié)果,驗(yàn)證了仿真分析模型的有效性,同時(shí)構(gòu)建了加工中心的模態(tài)譜。通過分析各階模態(tài)頻率譜的譜規(guī)律,可以看出各階模態(tài)頻率譜的譜規(guī)律具有振