高速数控车削中心动态特性分析和结构优化.pdf

2012年2月 机床与液压 Feb．2012 第40卷 第3期 MACHINETOOL ＆ HYDRAULICS Vo1．40No．3 DOI：10．3969／j．issn．1001—3881．2012．03．035 高速数控车削中心动态特性分析及结构优化 周军勇 ，金涛 ，赵万华 ，王冠群 (1．西安交通大学苏州研究院，江苏苏州215021；2．西安交通大学机械制造系统工程国家重点实验室， 陕西西安710049；3．大连机床 (数控)股份有限公司，辽宁大连 116620) 摘要：以某高速数控车削中心为研究对象，建立了基于结合面的整机有限元模型，并对其进行了动态特性分析，得到 系统的各阶固有频率与振型图，找出了影响整机动态特性的薄弱环节。通过改进调整垫的结构 ，提高了机床的第一阶固有 频率，改善了机床整机的动态性能。 关键词：高速数控车削中心；结合面；动态特性分析；结构优化 中图分类号：TGS02 文献标识码：A 文章编号：1001—3881(2012)3—122—4 DynamicCharacteristicAnalysisandOptimization fortheHighSpeedCNC TurningCenter ZHOUJunyong，JINTao，ZHAOWanhua ，WANGGuanqun (1．SuzhouResearchInstitute，Xi’anJiaotongUniversity，SuzhouJiangsu215021，China； 2．StateKeyLaboratoryforManufacturingSystemsEngineering， Xi’allJiaotongUniversity，Xi’anShaanxi710049，China； 3．DalianMachineT0ol(CNC)Co．，Ltd，DalianLiaoning116620，China) Abstract：Takingthehihg—speedCNCturningcenterasresearchobject，itsfiniteelementmodelwasbuiltbasedonjointsur- face．Dynamiccharacteristicsofthemachinetoolwereanalyzed．Eachordernaturalfrequencynadvibrationmod emapwereobtained． Theweka linkaffectinghtewholemachinetoolsdynamiccharacteristicsWasfoundout．Throughimprovingstructureofadjustmentmat， themachinetoolfirst-ordernaturalfrequencyispromptedanddynamicperformnaceofthewholemachinetoolsisimproved． Keywords：High-speedCNCturningcenter；Jointsurface；Dynamicchraacteristicnaalysis；Sturctureoptimization 机床结构动态性能的优劣直接影响机床加工过程 为研究对象，建立了基于结合面的高速数控车削中心 和加工精度，而机床结构中存在的大量的结合面对整 整机有限元模型，并对整机进行动态特性分析 ，确定 机的动态特性有着极其重要的影响。基于结合面的整 其结构的主要薄弱环节，进而对高速车削中心整机进 机有限元模型是对机床进行正确动力分析和设计的基 行动态优化设计，从而提高整机的动态性能。 础。只有建立起既能确切代表实际机床结构的动力学 1 基于结合面的整机有限元模型 特性，又便于分析计算的动力学模型，才可能对整机