动力刀座动力学建模与分析.pdf

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1、2012年2月机床与液压Feb．2012第40卷第4期MACHINETOOL＆HYDRAUUCSVo1．40No．4DOI：10．3969／j．issn．1001—3881．2012．04．002动力刀座动力学建模与分析邹运(大连高金数控集团有限责任公司，辽宁大连116620)摘要：新型高速动力刀座的几个主要要求是刚性、振动、噪声、冲击以及寿命。设计时既要保证足够大的主轴刚度，又要尽量降低轴承预紧力以降低噪声振动和温升(NVH)，这样才能保证产品有足够的使用寿命。为了解决这些问题，常常使用齿面、齿向修形的方法。使用Romax—disigner软件，对修形后的直齿

2、轮副进行传动误差分析，并对系统进行相关的模态分析，预测由于齿轮传动误差引起的系统振动。关键词：动力刀座；齿轮；传动误差(TE)；齿面修形；振动中图分类号：TH132．413文献标识码：A文章编号：1001—3881(2012)4～003—4DynamicsModelingandAnalysisofDrivenToolHolderZOUYun(DalianGoldenCNCGroupCorp．，DalianLiaoning116620，China)Abstract：Stifness、vibration、noise、impulsionandservicelifear

3、ethemajorrequirementsforadriventoolholderwithhighspeed．Duringthedesign，confirmingenoughspindlestiffness，aswellasmostlyreducingtensionofbeatinginadvance，SOastore—ducetheNVH(NoiseVibrationandHeat)，thenthedurabilityofservicelifewasensured．Inordertodealwiththeseproblems，amethodcalledgear

4、toothmodificationwasoftenused．ThesystemvibrationduetoTE(Transmissionerror)ofgearisforecastedbyusingRomax-designersoftwaretoanalyzetheTEaftergeartoothmodificationandrelatedmodelofthesystem．Keywords：Driventoolholder；Gear；Transmissionerror(TE)；Geartoothmodification；Vibration动力刀座专为在数控车床和

5、自动车床上实现铣、师们可以方便地拓宽设计范围，在各自的领域里对产钻功能而设计，常采用的标准是VDI／DIN69880。刀品进行动力学建模及分析。作者使用先进的ROMA座通过VDI接口精确、快速地在刀盘上定位，通过X．DESIGNER软件，对动力刀座进行有限元建模，对刀座后端轴外圆上的齿条锁紧在刀盘上。动力刀塔传动系统各个环节进行动力学计算。上的主传动电机，通过一系列齿轮传动机构驱动刀座在齿轮传动中，传动误差(TransmissionError)内的切削主轴回转。图1为一种紧凑型VDI40动力刀是引起噪声最主要的原因，近年来，研究人员建立了座三维模型。很多基于微观

6、齿面轮廓的齿轮传动误差(TE)分析理论和模型。文中，作者采用最先进的算法来预测并优化动力刀座齿轮传动副的传动误差(TE)。降低传动链噪声的主要方法是降低振动源的激励，可以通过优化齿面微观轮廓来最小化传动误差，在传动链设计阶段分析齿面啮合不平行度和传动误差，同时建立传动系统的动力学模型以降低振动等级。1动力刀座的噪声与振动在当前高速、高效、柔性化的发展趋势下，对刀具快换系统提出了越来越高的要求。而VDI动力刀l一主轴前轴承2一主轴3一螺旋锥齿轮4一螺旋锥齿轮5一主轴后轴承6一传动轴前轴承7一直齿轮卜传动轴后轴承9一输入轴后轴座大大提高了数控车床的加工范围和加工效率

7、，不仅承lO一输入轴ll一端齿离合器l卜直齿轮l卜输入轴前轴承仅是传统的静态驱动，还包括按客户要求特殊制造的图1动力刀座外形及结构图多头、多刀具主轴切削单元，更高效地解决了复合加近年来，计算机辅助设计(CAD)和计算机辅工问题。同时，传动系统特性(噪声、振动、温升、助分析(CAE)技术得到了广泛应用，因此，工程寿命)作为动力刀座的核心技术决定了产品在切削收稿日期：2011一O1—04作者简介：邹运(1977一)，男，工程师，主要从事数控机床及功能部件的设计与开发。E—mail：vertigol7@126．com。·4·机床与液压第4O卷和传动两方面的综合表现。时

8、I司。1．1齿轮传动误差