数控龙门铣床整机动态特性分析.pdf

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1、第1l期组合机床与自动化加工技术No．112015年11月ModularMachineTool＆AutomaticManufacturingTechniqueNOV．2015文章编号：1001—2265(2015)11—0019—03DOI：10．13462／j．enki．mmtamt．2015．11．006数控龙门铣床整机动态特性分析伍伟，黄美发，韦礼凯，林振广，李学聪(1．桂林电子科技大学机电工程学院，广西桂林541004；2．桂林机床股份有限公司研发部，广西桂林541004)摘要：某公司数控龙门铣床是采用经验设计，没有考虑到动态特性对整机加工的影

2、响，而铣床的动态性能对零件的加工质量有重要影响。采用有限元分析软件ANSYSWorkbench建立了整机的有限元模型，对龙门铣床进行模态分析，得到了前六阶固有频率和振型，发现第一阶固有频率较低，容易发生共振。并对龙门铣床进行了谐响应分析，获得动态切削力下刀具的振动响应，找到整机动态特性的薄弱环节，为结构改进提供理论依据。关键词：数控龙门铣床；有限元；模态分析；谐响应分析中图分类号：TH166；TG506文献标识码：ADynamicPerformanceAnalysisofCNCPlanerTypeMillingMachineWUWei，HUANGMei

3、—fa，WEILi-kai，LINZhen-guang，LIXue-cong(1．SchoolofMechanical&ElectricalEngineering，GuilinUniversityofElectronicTechnology，GuilinGuan-gxi541004，China；2．Research&Deve]opmentDepartment，GuilinMachineToolCo．，Ltd，GuilinGuangxi541004，China)Abstract：CNCplanertypemillingmachineinacertainc

4、ompanyisdesignedbyusingempiricalmethodandwithoutconsideringthewholemachineprocessingimpactsofthedynamiccharacteristics．Andthedynamicperformanceofthemillingmachinehasimportanteffectontheprocessingqualityofparts．Thewholema—chinefiniteelementmodelisestablishedbyfiniteelementanalysi

5、ssoftwareANSYSworkbench．Thefirstsixnaturefrequenciesandmodesareobtainedbymodalanalysis，anditiseasytoresonatethatthefirstna-turefrequencyislow．Thevibrationresponseofcutterunderdynamiccuttingforceisobtainedbyharmonicresponseanalysis．Theweaknesslinkofthewholemachinedynamicalcharact

6、eristicsisfound．Itprovidesthetheoreticalforthestructureimprovement．Keywords：CNCplanertypemillingmachine；finiteelement；modalanalysis；harmonicanalysis立了数控龙门铣床有限元模型，并进行了动态特性分0引言析。通过模态分析和谐响应分析，得到数控龙门铣床随着我国经济的快速发展与科学的进步，数控机的固有频率和振型，以及在实际切削作用下的动态响床作为新一代工作母机，被广泛应用于汽车、模具、航应，发现该铣床薄弱的共振频率

7、，为结构优化改进提供天、军工等机械领域⋯。精密加工技术的迅速发展和理论支持。零件加工精度的不断提高对数控机床的精度也提出了更高的要求，因此对整机结构的动态性能有更高的要1铣床实体模型及有限元模型建立求。而数控机床在alto过程中，受到切削力以及机床1．1数控龙门铣床实体模型内部不平衡旋转部件产生的激振力的作用，将会使机某企业自主研发的数控龙门铣床，该铣床主要由床产生振动，严重影响到工件的加工质量、刀具寿命和左右两个立柱、横梁、滑枕、滑鞍、床身、工作台等组成。生产效率。而目前大部分企业对机床的设计仍采如图1所示为数控龙门铣床的三维装配图。在实体建用经验类

8、比的方法，设计时只考虑了机床的静态特性，模及装配过程中，对各个部件实际结构进行了适当的对机床的