卧式加工中心整机结构动特性研究

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2、制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。（保密的学位论文在解密后适用本授权说明）学位论文作者签名：导师签名：签字日期：年月日签字日期：年月日摘要数控机床的动态特性对于加工精确度、生产效率和零件表面质量等性能有着重要的影响，然而国内的数控机床却普遍存在动态性能薄弱的问题。结合国家863计划课题，对北京工研精机股份有限公司的某型号卧式加工中心，系统地开展了实验模态分析、有限元建模和阻尼特性研究，意在突破加工中心整机动特性正向设计核心关键技术，为整机正向设计提供有效依据。本文

3、主要包括以下几个方面的研究内容：（1）利用动态信号测试系统对卧式加工中心进行整机模态实验测试，实验分别从X、Y、Z三个方向对加工中心进行激振测试，识别出卧式加工中心的整机动态性能参数，分析得到了机床结构的薄弱环节；（2）通过有限元分析软件，考虑边界条件和结合面等效，建立卧式加工中心的动力学模型，给出建模的简化原则，并与模态实验结果对比，验证了模型的有效性；（3）在所建立动力学模型的基础上，确定了谐响应分析的参数，进行了整机的谐响应分析。基于整机的动柔度曲线，分析了材料阻尼和结合面阻尼对整机动特性的影响规律，不同结

4、合面刚度对结合面阻尼效果的影响规律；（4）根据卧式加工中心的结构特点，设计了结合面研究的实验模型，对结合面的阻尼特性进行了实验研究。利用结合面实验模型，分析了预紧力和表面粗糙度对结合面参数的影响规律。上述研究分析了卧式加工中心的模态测试、动力学建模和整机阻尼特性匹配等问题，对卧式加工中心整机动特性的正向设计具有一定的指导意义，为促进数控机床动态特性设计水平提供了帮助。关键词：动态特性阻尼特性卧式加工中心有限元谐响应分析IABSTRACTThedynamiccharacteristicsofNCmachinetoo

5、lhaveanimportantinfluenceonmachiningaccuracy,efficiency,thesurfacequalityofpartsandotherproperties,howeverthedynamicperformanceofdomesticNCmachinetoolisweak.SupportedbytheNational863project,thestudyofexperimentalmodalanalysis,finiteelementmodelinganddampingch

6、aracteristicsiscarriedoutforthehorizontalmachiningcenterofBEIJINGPRECISIONMACHINERY&ENGINEERINGRESEARCHCO.LTD,whichaimstobreakthroughthekeytechnologyofthemachiningcenter’sdynamicdesign,andprovideaneffectivebasisforpositivedesignofthemachiningcenter.Themainres

7、earchworkofthispaperincludesthefollowingaspects:(1)ThedynamiccharacteristicsofthemachinetoolareidentifiedandtheweaklinkofthestructureofmachinetoolisfoundbyModalanalysisexperimentanalysis,inwhichthemachinetoolisexcitedfromX,YandZdirectionusingB&Kdynamictestsys

8、tem.(2)ThedynamicmodelofthemachinetoolisestablishedbythefiniteelementsoftwareANSYS,consideredtheboundaryconditionsandthecombinationsurfaceequivalent,thevalidityofwhichisverifiedbyexperime