基于结合面的车铣复合加工中心有限元建模.pdf

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1、第9期组合机床与自动化加工技术N0．92011年9月ModularMachineTool&AutomaticManufacturingTechniqueSep．2011文章编号：1001—2265(2011)09—0077—04基于结合面的车铣复合加工中心有限元建模金涛，彭晓辉，赵万华，周孜亮(1．西安交通大学机械制造系统工程国家重点实验室，西安710049；2．大连机床(数控)股份有限公司，辽宁大连116620)摘要：结合面是影响机床动态特性的关键因素，在机床有限元建模过程中必须考虑结合面的影响。以

2、某车铣复合加工中心为研究对象，基于固定结合面和移动结合面的有限元建模，建立了整机的有限元模型。对整机有限元模型进行模态分析，并对整机进行模态试验，然后将整机的模态分析的计算结果与实验结果相比较，证实了该有限元模型的准确性和该结合面建模方法的有效性。关键词：车铣复合加工中心；结合面；模态分析；模态试验；有限元建模中图分类号：TH16；TG65文献标识码：ATurning-millingCompoundMachiningCentersFiniteElementModelingBasedonJointSur

3、faceJINTao。PENGXiao．hui，ZHA0Wan-hua，ZHOUZi-liang(1．StateKeyLaboratoryforManufacturingSystemsEngineering，Xi’anJiaotongUniversity，Xi’an710049，China；2．DaLianMachineTool(NumericalContro1)Corporation，DaLian116620，China)Abstract：Jointsurfaceisthekeyeffectfact

4、orofthedynamicperformanceofthemachinetool，Jointsur-facemustbeconsideredinfiniteelementmodelingofthemachine．Basedonfiniteelementmodelingoffixedjointsurfaceandmobilejointsurface，researchingaturning—millingcompoundmachiningcenters，putforwardonekindoffm'ite

5、elementmodelingmethods，andapplytothefiniteelementanalysisofthema-chinetoo1．Comparetheresultsofmodalanalysisbyfiniteelementcomputingandtesting，thentheFEAmodelsarevalidated．Keywords：turning-millingcompoundmachiningcenters；jointsurface；modalanalysis；modalt

6、est；finiteelementmodeling应用到整机系统的动态分析中。但这些方法没有考虑O引言到结合面的实际装配、加工法方法和表面粗糙度，因此结合面大量存在机床结构中，使得机床结构不这些结合面的有限元建模精度较低、误差较大，进而影再具有结构连续性，表现出的复杂动力学特性，极大响机床的整机有限元建模的准确性。程度地影响着整机动态性能。研究表明，机床结构以某车铣复合数控机床为研究对象，提出了一中结合面的接触刚度约占机床总刚度的60％～种固定机床结合面和移动结合面的有限元建模方80％，机床上出现的振

7、动问题有60％以上源自结合法，基于结合面建模建立整机有限元模型。并通过面，而结合面阻尼占机床阻尼90％以上。因此，有限元分析和实验的方法分别求出整机的模态，将在研究机床结构整体动态特性时，必须考虑结合面获得的计算结果与实验结果作比较，经模态频率和的影响，要建立能够准确地模拟机床结构动态特性模态振型的对比，证实了该有限元模型的准确性和的动力学模型，结合面的建模就尤为重要。该结合面建模方法的有效性。目前，许多文献对机床结合面进行了分析，并1机床有限元模型的建立提出了一些机床结合面的有限元建模方法，通常的是

8、用弹簧阻尼单元来代替结合面的动力学模型，然后通1．1有限元实体模型建立过各种手段识别出弹簧和阻尼元件的参数值，并将其在进行有限元网格划分之前，首先对CAD模型收稿日期：2011—02—09基金项目：“高档数控机床与基础制造装备”科技重大专项(2009ZX04001一O71)作者简介：金涛(1966一)，男，辽宁大连人，西安交通大学机械工程学院讲师，博士，主要研究方向为机床动力学，超高速加工装备，(E—mail)tomking@mail．xjtu．edu．