機(jī)床零件結(jié)合面動態(tài)特性參數(shù)的識別與研究.pdf

1、隨著高檔數(shù)控裝備向著高速、高精度、高效率的方向發(fā)展，復(fù)雜結(jié)構(gòu)的動態(tài)優(yōu)化設(shè)計(jì)已經(jīng)成為亟待解決的共性關(guān)鍵技術(shù)問題。機(jī)床結(jié)合面動態(tài)特性參數(shù)的準(zhǔn)確識別一直是機(jī)床動力學(xué)分析的難點(diǎn)，機(jī)床零件結(jié)合面的建模也是機(jī)床動態(tài)設(shè)計(jì)中對模型影響最大的因素之一，它決定了能否在零物理樣機(jī)的情況下使用虛擬樣機(jī)進(jìn)行整機(jī)動態(tài)特性預(yù)測，是數(shù)字化現(xiàn)代機(jī)床設(shè)計(jì)的重要內(nèi)容。 本文的研究是東北大學(xué)先進(jìn)制造與自動化研究所與沈陽機(jī)床集團(tuán)承擔(dān)的國家863和十五攻關(guān)“精密制造與數(shù)控

2、關(guān)鍵技術(shù)研究和應(yīng)用開發(fā)”項(xiàng)目的延續(xù)。主要工作是為機(jī)床整機(jī)動態(tài)特性的分析和優(yōu)化設(shè)計(jì)提供有效的方法。 本文總結(jié)了機(jī)床結(jié)合面動態(tài)特性研究的發(fā)展?fàn)顩r及目前存在的主要問題。在此基礎(chǔ)上為了使用解析方法對虛擬樣機(jī)進(jìn)行動態(tài)特性預(yù)測，本文建立了基于單位面積結(jié)合面動態(tài)特性參數(shù)的實(shí)驗(yàn)裝置，用以測試和識別在各種不同的工作條件下結(jié)合面的法向和切向剛度及阻尼系數(shù)，并通過試驗(yàn)獲得了一組實(shí)用的參數(shù)。這一工作為進(jìn)一步為建立準(zhǔn)確、完整、實(shí)用的機(jī)床結(jié)合面動態(tài)特性參數(shù)

3、庫奠定了基礎(chǔ)。作者以C618K普通車床的床身和床頭箱的固定結(jié)合面為研究對象，對該機(jī)床結(jié)構(gòu)進(jìn)行了試驗(yàn)?zāi)B(tài)分析，獲得固有頻率，作為解析方法結(jié)果的參照。接著用有限元方法對該結(jié)構(gòu)進(jìn)行模態(tài)分析，首先，在大型有限元分析軟件ANSYS平臺上，研究了基于接觸單元(CONTACT173)和彈簧——阻尼單元(COMBINE14)對機(jī)床結(jié)合面進(jìn)行理論建模的方法，并根據(jù)實(shí)驗(yàn)獲得的結(jié)合面動態(tài)特性參數(shù)設(shè)置單元剛度進(jìn)行了模態(tài)分析，獲得的結(jié)果與試驗(yàn)?zāi)B(tài)分析的結(jié)果相比精