树脂矿物床身模态参数辨识-西安理工大学学报.pdf

　西安理工大学学报 ＪｏｕｒｎａｌｏｆＸｉ’ａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ（２０１３）Ｖｏｌ．２９Ｎｏ．２　 １３３ 　　文章编号：１００６４７１０（２０１３）０２０１３３０５ 树脂矿物床身模态参数辨识 刘耀，黄玉美 （西安理工大学 机械与精密仪器工程学院，陕西 西安７１００４８） 摘要：为了研究树脂矿物铸件的动态性能，以便将其应用于精密和超精密机床支承件的制造中，采 用锤击激励法，对某机床厂国家数控机床重大专项产品的高速数控车床树脂矿物斜床身进行模态 试验，通过Ｐｏｌｙｒｅｆｅｒｅｎｃｅ时域法（ＰＴＤ）对其模态参数进行辨识，获得该床身前７阶模态频率、阻尼 与振型，并与解析值进行了对比。试验结果表明，树脂矿物铸件具有刚性强、阻尼高的特性。 关键词：树脂矿物；Ｐｏｌｙｒｅｆｅｒｅｎｃｅ时域法；模态参数 中图分类号：ＴＧ５０２　　　文献标志码：Ａ ＭｏｄａｌＰａｒａｍｅｔｅｒＩｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎｏｆＭｉｎｅｒａｌＣａｓｔｉｎｇＭａｃｈｉｎｅＢｅｄｓ ＬＩＵＹａｏ，ＨＵＡＮＧＹｕｍｅｉ （ＦａｃｕｌｔｙｏｆＭｅｃｈａｎｉｃａｌａｎｄＰｒｅｃｉｓｉｏｎＩｎｓｔｒｕｍｅｎｔＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｘｉ’ａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｘｉ’ａｎ７１００４８，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｓｔｕｄｙｔｈｅｄｙｎａｍｉｃｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆｔｈｅｍｉｎｅｒａｌｃａｓｔｉｎｇ，ｓｏｔｈａｔｉｔｃａｎｂｅａｐｐｌｉｅｄｉｎ ｔｈｅｍａｎｕｆａｃｔｕｒｅｏｆｐｒｅｃｉｓｉｏｎａｎｄｕｌｔｒａｐｒｅｃｉｓｉｏｎｍａｃｈｉｎｅｔｏｏｌｓｕｐｐｏｒｔｐａｒｔｓ，ｔｈｅｈａｍｍｅｒｉｎｇｅｘｃｉｔａｔｉｏｎ ｔｅｃｈｎｉｑｕｅｉｓａｄｏｐｔｅｄｔｏｃａｒｒｙｏｕｔｔｈｅｍｏｄａｌｔｅｓｔｏｆｍｉｎｅｒａｌｃａｓｔｉｎｇＣＮＣｌａｔｈｅｂｅｄｏｆａｎｉｍｐｏｒｔａｎｔｐｒｏｊｅｃｔ ｐｒｏｄｕｃｔｏｆｔｈｅｎａｔｉｏｎａｌＮＣｍｕｃｈｉｎｅｔｏｏｌｐｒｏｄｕｃｅｄｂｙｓｏｍｅｍａｃｈｉｎｅｔｏｏｌｐｌａｎｔ．Ｐｏｌｙｒｅｆｅｒｅｎｃｅｔｉｍｅｄｏｍａｉｎ （ＰＴＤ）ｍｅｔｈｏｄｉｓｕｓｅｄｔｏｉｄｅｎｔｉｔｙｉｔｓｍｏｄａｌｐａｒａｍｅｔｅｒｓｔｏｏｂｔａｉｎｔｈｅｆｉｒｓｔ７ｏｒｄｅｒｍｏｄａｌｆｒｅｑｕｅｎｃｙ，ｄａｍｐ ｉｎｇａｎｄｖｉｂｒａｔｉｎｇｐａｔｔｅｒｎｓｏｆｔｈｅｂｅｄ，ａｎｄｔｈｅｃｏｎｔｒａｓｔｉｓｍａｄｅｗｉｔｈａｎａｌｙｔｉｃａｌｖａｌｕｅｓ．Ｔｈｅｔｅｓｔｉｎｇｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｍｉｎｅｒａｌｃａｓｔｉｎｇｉｓｏｆｓｔｒｏｎｇｒｉｇｉｄｉｔｙａｎｄｈｉｇｈｄａｍｐｉｎｇｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｍｉｎｅｒａｌｃａｓｔｉｎｇ；Ｐｏｌｙｒｅｆｅｒｅｎｃｅｔｉｍｅｄｏｍａｉｎｍｅｔｈｏｄ；ｍｏｄａｌｐａｒａｍｅｔｅｒ 　　精密和超精密加工技术是机械制造业最重要的 一部分能量象位能那样贮存起来，另外一部分能量 发展方向之一，已成为衡量一个国家高科技水平的 被材料内部分子间的相互摩擦消耗掉；材料内部不 重要标志。影响精密和超精密加工精度的因素颇 可避免地存在着的气孔也是能量消耗源之一。这种 多，如机床结构、机床驱动系统、刀具、切削参数等 能量的转换和消耗表现为树脂矿物铸件的高阻尼性 等。而其中机床的支撑件是主要影响因素之一，支 能。通常树脂矿物铸件的阻尼减振能力是铸铁的３ ［１］ 撑件的刚度和抗振性能将直接影响零件加工的精度 ～１０倍 。文献［２］通过对灰铸铁床身同树脂混凝 和表面质量。对于应用于尖端技术和国防工业方面 土床身振动特性对比试验，测得灰铸铁床身的前三 的纳米级精度加工设备来讲，支撑件的抗振性尤为 阶频率分别为７０Ｈｚ、１１５Ｈｚ和１４７Ｈｚ，而树脂混凝 重要。传统的支撑件采用铸铁制造，近年来随着新