建模及相对激振下的试验模态分析..doc

用相对激振法对数控车床的试验模态分析 董异誌1，刘晓惠2，孙磊2，杨树晓2，崔晓兰2 (1.云南省机械研究设计院 机械工业机床产品质量检测中心(昆明) 昆明 650031； 2.云南出入境检验检疫局 昆明 650228) 摘要：基于结构实验模态分析技术，模拟实际加工工况，用正弦宽频扫描激振，对K510n 数控车床各点测取加速度响应信号。用Polymax模态参数识别软件对实测的频响函数数据进行识别处理，得到了该车床的多阶振动模态参数，并取出三阶薄弱模态进行详细分析处理，得出以提高车床切削抗振能力为目标的动力学优化设计改进方案。 关键词：数控车床；实验模态分析；动态特性；优化设计 中图分类号： 文献标识码：A Test Modal Analysis of Numerically Controlled Lathe Under Relative Excitation Dong Yi-zhi1，Liu Xiao-hui2，Suo Lei 2，Yang Shu-Xiao2，Cui Xiao-Lan2 ( 1.Machinery Industry Machine Tool Quality of Products Test Center (Kunming) ，Yunnan Mechanical ResearchDesign Institute，Kunming 650031，China； 2 Entry-Exit inspection and Quarantine Bureau of Yunnan ，Kuming 650228，China) Abstract：Based on structure experimental modal analysis technology，simulation practical processing conditions，when using sine broadband scanned excitation, every bit of acceleration response signals on CNC lathe K510n will be measured .When we used Polymax modal parameter identification soft , many order vibration modal parameter can be obtained via identifying the frequency response function of the measured data . When three order weak modal parameters were taken out to analyse processing detailedly， we can get dynamic optimization design improvement plan， with which to improve lathe cutting ant-vibration ability . Key words: CNC lathe； experimental modal analysis；dynamic characteristics；optimization design 0 引言 为提高数控车床整机结构的动态特性、切削效率和加工精度，使机床有较好的切削性能和稳定性，解决途径之一就是基于结构实验模态分析技术，对车床整机结构进行动态特性的实验模态分析，对多阶模态进行识别比较，根据实验分析结果，对薄弱模态结构提出改进建议和措施，以达到整机结构动态优化设计的目的。K510n数控车床是云南机床厂新研制的机床，由于在预试验过程中，当车床夹持长试件在接近尾座端切槽时，车床极易产生切削颤振，这是影响该车床动态性能提高的主要问题之一。本文提出了模拟实际切削加工工况，在易产生切削颤振位置的切削点，对主轴—工件—尾座系统相对刀架系统进行正弦宽频扫描激振下的整机实验模态分析，对实验结果进行了详细描述和分析，提出结构优化改进措施和方案。 基金项目：国家质检总局科技计划项目(2010K075) 1 建模 为分析机床整机动态特性，需建立机床三维刚体模型，即在模型中不包括机床防护罩、电柜等铁皮件。 图1 车床三维刚体模型 作者简介：董异誌(1962－)，男，汉族，云南昆明人，云南省机械研究设计院高级工程师，现从事机床设计与制造、机电产品性能试验研究，（E-mail）yngxdyz@。 2 试验方案 模拟车床实际切削