数控机床定位胶结合面建模及参数识别方法.pdf

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1、第4期组合机床与自动化加工技术No．42015年4月ModularMachineTool&AutomaticManufacturingTechniqueApr．2015文章编号：1001—2265(2015)04—0067—04DOI：10．13462／j．cnki．mmtamt．2015．04．017数控机床定位胶结合面建模及参数识别方法木刘雅荣(长春职业技术学院工程技术分院，长春130033)摘要：文章提出采用正交异性模型的方法设置定位胶结合面的材料参数。首先分析了目前虚拟材料方法的不足，然后推导了正交异性模型结合部

2、3个方向平移刚度和2个方向弯曲刚度的求解方法，之后以质量块和定位胶组成系统的模态性能为对象，研究了材料参数EG—G的求解方法，最后对系统的模态性能进行了仿真分析。结果表明系统固有频率仿真误差绝对值小于1．69％，振型与实际吻合很好，从而验证了文中方法的正确性。关键词：数控机床；结合面建模；参数识另·l；正交异性模型中图分类号：TH145．9；TG65文献标识码：AModelingandParameterIdentificationforPositioningAdhesiveJointSurfaceofMachineToo

3、lsLIUYa—rong(SchoolofEngineeringTechnology，ChangehunVocationalInstituteofTechnology，Changchun130033，China)Abstract：Materialparametersofpositioningadhesivejointsurfaceweresetusingorthotropicmode1．Weak-nessofthecommonlyusedvirtualmaterialmethodwasanalysedfirstly．Th

4、en，threetranslationalstifnessesandtwobendingstiffnessoftheorthotropicmodelwerededuced．Takingasystemcomposedbytwomassblocksandapositioningadhesivejointsurfaceasanexample，relationshipbetweenmodalcharacteristicsandmaterialparameterswerededuced．Atlast，modalcharacteri

5、sticsofthesystemweresimulated．Thesimula—tionresultsshowthatabsolutevaluesofthenaturalfrequencieswerelessthan1．69％，andthemodalshapeswereingoodagreementwiththeactualshapes．Keywords：numericalcontrolmachinetool；jointsurfacemodeling；parameteridentification；orthotropic

6、mode1胶的存在面积太大，且受力情况复杂，难以通过弹簧建O引言模，通常采用“虚拟材料剖”的方法建模，即在立柱与数控机床的不同零件通过结合面的方式联接，固床身之间设置一块薄的实体块，并调整实体块的材料定结合面是常见的一种联接方式，比如立柱通过螺栓属性使得建立的模型与实际相符。本文在对目前方法固定安装在床身上。由于立柱和床身的两个接触表面研究的基础上，提出新的正交异性模型对结合面建模，都存在粗糙度，导致两个零件的实际接触面积远远小利用模型各方向刚度特性的独立性，较好地反映定位于理论接触面积⋯。为了增大两者的接触面积，从而胶

7、结合部的特性。提高联接稳定性，工程上一般通过研磨的方法减小l目前虚拟材料参数设置的不足接触表面的粗糙度，但该方法比较费时。另一种方法文献[7-8]对虚拟材料的参数设置方法进行了研是在立柱和床身之间灌注定位胶，待定位胶凝固后，通究，但设置参数后实体块的材料属性为各向同性。由过螺栓将立柱拧紧在床身上。由于定位胶流动性较于各向同性材料的三个常用参数弹性模量E、剪切模好，使得立柱与床身之间的接触面积增大，从而提高了量G和泊松比存在式(1)的关系：两者的联接刚度。目前对数控机床整机的静动态性能进行有限元仿％(1)真时，立柱与床身之

8、间的结合面通常通过弹簧单元刮可以看出，材料属性可以通过G、和E中的两个建模，即在螺栓联接位置添加弹簧单元，并赋予刚度和确定。比如，当设置材料的弹性模量和泊松比后，材料阻尼值。当立柱与床身之间存在定位胶时，由于定位的剪切模量也确定了，而且实体块沿、Y、z向的剪切收稿日期：2014—12—06；修回日期：2015一Ol—