数控铣床滑枕有限元分析和试验研究.pdf

第5期 机械设计与制造 2010年 5月 Machinery Design Manufacture l85 文章编号：1001—3997(2010)05—0185—03 数控铣床滑枕有限元分析及试验研究术 吕建法 1闰兵 1李柏林 武友德 杨 浩 (1西南交通大学 机械工程学院，成都 610031)(四川工程职业技术学院，德阳 618000) Finiteelementanalysisandexperimentalanalysisinsquareram ofCNC millingmachine LVJian-fa，YANBing，LIBo—lin ，WUYou—de2,YANGHao (SchoolofMechanicalEngineering，SouthwestJiaotongUniversity，Chengdu610031，China) (SichuanEngineeringTechnicalCollege，Deyang618000，China) 【摘 要】采用有限元和试验的方法，对TX6916落地镗铣床方滑枕进行了动态特性分析。采用有限 j l元分析软件ANSYS对方滑枕进行模态s-分析，在三维实体模型的基础上建立了模态分析的有限元模型，研 2 l究了方滑枕的无阻尼自由振动，求解得出前五阶固有振动频率和相应的主振型。通过试验测试数据和有 j ；限元计算结果对比分析，验证了有限元模型的合理性，并对误差原因进行讨论，为该型镗铣床的进一步动 ； }力学研究及其优化设计提供了重要依据。 《 ； 关键词：方滑枕；有限元；模态分析；固有频率；试验 5 f 【Abstract】hl1$．esthefiniteelementmethodandexperimentsinsquarerainofTX6916CNCmilling i lmachinetocarry。uttheanalysisofdynamicchraacteristics．ItesFEAo~wareANSYS￡。dothemodali Sanalysisonsquarelalnwhichestablishafiniteelementmodezofmodalanalysisbasedonthethree—d，，凡·一2 ；sionals0lidmodel，thetudiestheundampedfreeibr~i0凡．e stepnaturalfrequenciesanditsc0r__《 respondingvibrationmodesraeobtained．Compraingtestdataandtheresultsoffiniteelementanalysis，the { }i 舭hreas肌abl肌soffielemertt如 肌 theteas。nsfo¨hrr0randpro—l ridestheimportnatbasisfordynamicdesign doptimaldesignofthemillingmachine． { 乏 Keywords：Squareram；Finiteelement；nodalanalysis；Naturalfrequencie；Experiment 中图分类号 ：TH16，TG547 文献标识码 ：A 在数控Diem过程中，产生加工波纹的主要因素是机床工件系 一 种8节点的单元，有利于复杂的形状函数。在建立模型的时候， 统的相对振动。相对振动根据其成因可分为两种ll】：由外界引起的 考虑到减小问题的规模，在对精度影响不大的前提下对模型做了 强迫振动和由切削本身引起的自激振动(也叫颤振)。如果切削力 适当简化，去除了螺纹孔、圆角、倒角等细节信息。方滑枕有限元 波动与机床某一固有频率同步的话，可能出现共振。相对振动会 模型，如图1所示 ，由导轨及滑块约束。 降低工件的