机床结构动态性能研究综述-宋杰-2015-04-22..doc

分类号：TH164 单位代码：11232 密级： 工程硕士综述论文 机床结构动态性能研究综述 摘要：为提高数控机床的加工性能,其必须拥有良好的结构静、动态性能。本文阐述了机床结构动态性能的研究范围，从整机动态性能、关键部件动态性能，以及结合部动态性能三个方面，论述国内外机床结构动态性能的研究现状并进行分析，给出了进一步研究的建议。 关键词：整机动态性能；关键部件动态性能；结合部动态性能 Overview of the research about dynamic performance of machine tool structure Abstract: In order to improve the capacity of NC machine tool, it must have excellent static and dynamic property. In this dissertation, first describes the study scope of the dynamic performance about machine structure. Then reviews the recent developments related to the dynamic performance about machine structure from the whole machine tool dynamics, the key parts dynamics and the joint parts dynamics.And the shortcomings of the dynamic performance about machine structure and future research suggestions are pointed out． Key words: the whole machine tool dynamics; the key parts dynamics; the joint parts dynamics 0 引言 社会生产中数控机床的使用范围越来越广，生产对机床的要求也越来越高，除了要求机床成本低、重量轻、使用方便和具有良好的工艺可靠性外，还要求机床具有良好的加工性能。事实证明，随着机床加工性能的不断提高，对机床结构动态性能的要求也随之增加[1]。 本文在对机床结构动态性能进行研究时，将机床结构动态性能定义为机床整体或者机床某子结构在动态力作用下所表现出的性能，包括模态、阻尼和动刚(柔)度等。通过文献调研，文章重点选取机床结构动态性能的相关研究，并在分析与总结的基础上进行归纳，同时提出进一步研究的建议。 本文根据阐述的需要以及鉴于结合面对机床结构动态性能分析的重要性，将机床结构动态性能分为整机动态性能、关键部件动态性能以及结合部动态性能三个部分进行分析。 1 机床结构动态性能研究现状 1.1 整机动态性能 机床是由多个部件组成的复杂组合结构,各部件之间结合部的动态参数对整机动态性能的分析精度产生的影响很大，因此要准确预测机床的动态性能,应该将机床作为一个整体进行分析。 目前对整机动态性能的研究主要有以下三种思路:1)从整机的模态分析入手,通过分析模态参数,确定薄弱部件，进而对薄弱部件进行分析和再设计,达到提高整机动态性能的目的，这种思路即是从整机到部件的思路[2]；2)在对整机进行动态性能分析的同时，选定一些关键部件，并对这些关键部件进行动态性能分析和再设计，这种思路即是整机与部件并行的思路[3]；3)先将整机分解成不同的子结构，然后对各子结构进行动态性能分析和再设计，最后再考虑结合部参数影响的情况下分析整机的动态性能，这种思路即是从部件到整机的思路[4]。 整机到部件的思路在整机动态性能的研究中运用得最为广泛。一些学者通过有限元建模对整机进行模态分析，进而确定机床的薄弱部件。天津大学张宪栋等人以龙门式模具加工中心的方滑枕部件为例，运用有限元分析软件Ansys对方滑枕结构进行变量化分析。结合方滑枕在加工中心中的结构和运动特点，提出几种方滑枕结构的改进方案，通过Ansys中的静态和模态分析，对比其分析结果，做出最后的结构改进方案[5]。天津大学满佳等人结合抑制轴承外圈沟槽超精研机四杆机构产生的受迫振动，和对床身、工件箱和床鞍等部件结构改进以减小弧齿锥齿轮铣齿机切削时产生的自激振动的工