关于刚柔耦合数控铣齿机床动态特性分析.pdf

机械 设计 与制造 第 7期 156 Machinery Design Manufacture 2011年 7月 文章编号：1001—3997(201t)07—0156—02 基于刚柔耦合的数控铣齿机床动态特性分析术 房瑞祥 黄筱调 (南京工业大学 机械与动力工程学院，南京 210009) ThedynamicansysofNC millingmachinebasedonrigid——flexiblecoupling FANG Rui-xiang，HUANG Xiao—diao (CollegeofMechanicalandPowerEngineering，NanjingUniversityofTechnology，Nanjing210009，China) 中图分类号：TH16，TG547 文献标识码：A ． — — 合考虑铣齿加工的周期以及瞬时铣削深度的铣齿切削力进给分 1 日JI￡一—舌L 量模型 ()为：Fz(t)：9．2-，．103xk -1．1(f)。 aIlz (1) 极坐标数控高速高精成型铣齿机床是十分重要的一种齿轮加 式中：—铣削功率修正系数；—铣刀直径；—铣削深度；—每 工机床，也是齿轮加工生产中的一种高效率的加工设备。该铣齿机 齿进给量；—铣削宽度，oT,k+ttg20。；。—铣刀刀片数；一 床的加工对象是一些使用在大型机械(如风力发电设备，建筑机械， 港口机械)大模数齿轮，其较高的加工速度和较大的切削用量，也就 铣刀转速。切削力近似正比于切削截面积： () (f)。 (2) 要求了机床必须具有合理的结构配置和优 良的动 能ll_21。 式中：K，：9．2103 式中：=．2x10xkd：。0．8ZlI。一一。。向向铣铣削削刚刚度度，，即即单单位位切切削削苋宽 机床整机动力学模型的建立非常困难，其关键是机床包含 ． 大量的结合面，机床结构的动力学特性很大程度上取决于结合面 度和单位切削厚度时的切削力。 的特性。结合面间既储存能量又消耗能量的“柔性结合”本质极大 ()=。()一[x(t)-x(t一)] (3) 地影响着机床整机的静 、动态特性。结合面间的弹性和阻尼，尤其 式中：(f)—实际铣削深度；。()—本次名义铣削深度；()一本次 是阻尼，往往比结构本身的弹性和阻尼还大。对铣齿机结合面用 铣削的振纹轨迹； 目邻两次铣削之间的时间差；(￡ 卜上 弹簧阻尼器模拟 ，主轴箱用ANSYS生成柔性体导人到ADAMS 次铣削残留振纹轨迹。 中，实现刚柔耦合，并模拟铣齿机在切削过程中的铣削力来激励 使用某公司的切削参数进行铣齿切削力模型分析：铣刀模 主轴箱 ；同时，通过LMS噪声振动测试仪器对铣齿机加工过程中 数m=16mm，铣刀直径do=400mm，铣刀刀片数z=36，3个刀片为 一 组，主轴转速80rm／in，进给速度v=120mmm／in，被加工齿轮材 主轴箱进行了振动噪声测试，实验结果与仿真结合相符4