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第4期 组 合 机 床 与 自动 化 加 工 技 术 No.4
2014年 4月 M odularMachineTool AutomaticM anufacturingTechnique Apr.2014
文章编号:1001—2265(2014)04—0022—40 DOI:10.13462/j.cnki.mmtamt.2014.40.006
切削载荷下机床主轴的振动响应分析
万海波
(浙江水利水 电学院机 电工程系,杭州 310018)
摘要 :现代加工技术的发展对机床的加工精度的要求越来越高。切 削载荷下机床主轴的振动响应直
接影响数控机床 的加工精度。通过建立机床主轴的动力学模型,研究切削载荷下主轴的振动响应。
通过建立主轴的动力学仿真模型,进行模态分析,进一步通过谐响应分析切削载荷下机床主轴的振
动响应。分析结果表明,切削转速对主轴振动影响不明显,切削过程中切削力的大小是造成机床主
轴振动变化的最主要原 因,且切削力大小与主轴的径向振动振幅成线性关系。
关键词:切削载荷 ;机床主轴 ;振动响应;模态分析
中图分类号:TH161;TG65 文献标识码 :A
VibrationAnalysisfortheSpindleofM achineToolsunderCuttingLoads
WAN Hai-b0
(Depa~mentofMechanicalEngineering,ZhejiangUniversityofWaterResourcesandElectricPower,Hang—
zhou310018,China)
Abstract:Thevibrationresponseofthespindleforamachinetoolundercuttingloads,significantlyhasa
directimpactonmachiningqualityandefficiency.Thevibrationresponseisnumeficalystudiedthroughthe
dynamicmodelingfortheloadedspindle.Dynamicmodelingiscombinedwithmodalanalysis,andharmon-
icresponseanalysisisfurtherconductedonhteoutput.Resultsshow htathtecuttingdepht isthemainfactor
htatinfluencesthevibrationofaNC spindle.
Keywords:cuttingLoads;NC spindle;vibrationresponse;modalanalysis
的可靠性。。。
0 引言
上述建模多用于主轴的设计和优化,以此提高机
机床主轴运转的正常与否直接影响机床的加工质
床主轴的稳定性,直接用于分析机床主轴切削载荷下
量以及生产效率。主轴系统切削载荷下的动态响应包 的振动响应进而提升现有机床的加工质量还存在一定
含了大量反映其工况的特征信息,特别是切削载荷变 难度。国内外很多学者采用了有限元或传递矩阵的方
化时机床主轴的振动响应会直接影响到机床的加工质 法建立各类转子的动力学模型研究转子系统的振动响
量和精度。因此研究不同切削载荷下主轴的振动响 应u’,这些大都需要将主轴简化为若干集中质量块,
应,对如何提高现有机床的加工质量和精度有指导性 与实际情况偏差较大。本文提 出了一种基于 ANSYS
的意义 引。 的振动响应分析方法 ,在建立动力学模型和有限元仿
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