基于ANSYS Workbench的床身材质对机床动力学特性影响的分析.pdf

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1、第2期组合机床与自动化加工技术NO．22015年2月ModularMachineTool&AutomaticManufacturingTechniqueFeb．2015文章编号：1001—2265(2015)02—0061—04D0I：10．13462／j．cnki．mmtamt．2015．02．017基于ANSYSWorkbench的床身材质对机床动力学特性影响的分析木曹力，钟建琳(北京信息科技大学机电学院，北京100192)摘要：高精度磨床是一种新型精密磨削数控机床，其床身材质合理的选取及布

2、局对其动力学特性有着较大的影响，进而影响其加工质量和加工精度。应用ANSYSWorkbench软件对高精度磨床的床身分别以灰口铸铁、树脂混凝土及铸石为材质对磨床进行模态分析。结果表明树脂混凝土床身的高精度磨床动力学特性高于灰口铸铁床身的高精度磨床动力学特性，铸石床身的高精度磨床动力学特性高于树脂混凝土床身的高精度磨床动力学特性。关键词：床身材质；动态特性；模态分析中图分类号：TH166；TG547文献标识码：AAnalysisoftheEfectofBedMaterialsonMachineTo

3、ol’sDynamicCharacteristicsBasedonANSYSWorkbenchCAOLi．ZHONGJian—lin(SchoolofMechanical＆ElectricalEngineering，BeijingInformationScience＆TechnologyUniversity，Beijing100192，China)Abstract：Highprecisiongrindingmachineisanew—styleprecisiongrindingNCmachine

4、tools，thereasona—bleselectionofbedmaterialofhighprecisiongrindingmachinehasagreatinfluenceonitsdynamiccharac—teristics，whichaffectsthemachiningqualityandmachiningprecision．ANSYSWorkbenchsoftwareisusedforthemodeanalysisofdifferentbedmaterialsofhighpre

5、cisiongrindingmachinesuchasgreycastiron，resinconcreteandcaststone．Theresultsshowedthatdynamiccharacteristicsofthehighprecisiongrindingmachinewithresinconcretebedarehigherthanthatwithcastironbed；anddynamiccharacteristicsofthehighprecisiongrindingmachi

6、newithcaststonebedarehigherthanthatwithresinconcretebed．Keywords：bedmaterial；dynamiccharacteristic；modalanalysis0引言1模态分析法现代数控加工业正向高质量、高精度的方向迅猛N自由度有阻尼振动系统可表示为：发展，因此对数控机床的动力学特性提出了更高要求。[jl]{)+[C1{)+[K]{)={F)(1)高精度磨床是近年来国内推出的精密磨削设备。床身其中[]、【CI、[K]分别为刚度矩阵、

7、阻尼矩是机床中一个关键的部件，其结构与材质将会直接关阵和质量矩阵，{F)为外激励矩阵，这里为零矩阵；系到整个机床的动力学态特性，从而影响机床的加工{)、{}、{)分别为加速度矩阵、速度矩阵和位移质量与加工精度。在对机床床身合理布局的前提下，矩阵。选择合适的材料制造床身将有助于提高机床动态特性当忽略了阻尼，式(1)的特征方程可写为来提升其工作性能。数控机床动力学特性分析的方法l[]一∞【M】I=0(2)主要是用模态分析，高精度磨床在不同材质制造的床解此方程得∞的m个互异正根身下通过模态分析得出相关

8、数据，根据此数据选择适∞。(i=1，2，⋯m)，第i阶固有频率为：合的材质制造床身，提升高精度磨床的动力学特性，满足机床对加工质量和加工精度的要求J。(3)收稿日期：2014—05—16：修回日期：2014—06—24基金项目：国家科技重大专项资助项目(2013ZX0400—1061)作者简介：曹力(1989一)，男，沈阳人，北京信息科技大学硕士研究生，研究方向为数控技术与装备，(E—mail)497402701@qq．tom。·64·组合机床与自动化加工技术第2期床身材质为铸石，其材料特性：弹