资源描述：
《数控机床结合面动、静态特性实验系统的设计.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、·机械研究与应用·2014年第5期(第27卷,总第133期)摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇设计与制造*数控机床结合面动、静态特性实验系统的设计汪孝林,贺成柱,殊海燕(甘肃省机械科学研究院,甘肃兰州摇730030)摘摇要:结合面的动静态特性是机床整机动态优化中的关键技术,通过建立结合面实验的数学模型,开发了一套实验装置,并进行了实验,最终得到了结合面的实验数据。为机床整机的动静态优化设计提供了理论基础。关键词:结合面;动静态特性;实验装置中图分类号:TH122摇摇摇摇摇摇文献标志码:A摇摇摇摇摇摇文章编号:10
2、07-4414(2014)05-0127-02DesignofDynamicandStaticExperimentalDevicesinNCMachineToolsJointSurfaceWANGXiao-lin,HECheng-zhu,SHUHai-yan(GansuAcademyofMechanicalSciences,LanzhouGansu摇730030,China)Abstract:Thedynamicandstaticpropertiesofthejointsurfacearethekeytechnol
3、ogiesinmachinetooldynamicoptimiza鄄tion.Inthisarticle,asetofexperimentaldeviceisdevelopedthroughmathematicalmodelofthejointsurface,andthenitistestifiedandfinallytheexperimentaldataisobtained.Suchdesignprovidesatheoreticalbasisforthedynamicandstaticopti鄄mization
4、anddesignofmachinetool.Keywords:jointsurface;dynamicandstaticcharacteristics;experimentaldevice0摇引摇言将(3)、(4)代入式(2)可推出:结合面在数控机床机械结构中大量存在,结合面Fncos渍nk=(5)nX的接触刚度是机床整机刚度的重要组成部分。机床nFcos准中结合面的接触刚度占机床总刚度的60%~80%。nnc=
5、
6、(6)n棕X结合面的动静态特性研究对机床的工作性能起着至n[1]由于f、x义和x可测量,可根据以上
7、公式推导出关重要的作用;机床整机的动态优化必须考虑机1n结合面动刚度K和阻尼C。床结合面的动静态特性,建立正确的机床整机分析模nn型,才能进行机床动态优化。研究结合面的动静态特性,为机床整机的静动态优化设计提供理论基础。笔者结合甘肃省技术开发项目《数控机床动态优化设计应用研究》项目,设计了一套结合面动静态特性研究装置,可针对在不同影响因素(材料、尺寸、粗糙度、频率)下,对结合面的动静态特性进行研究。1摇数学模型的建立根据系统的工作原理,可将该实验系统简化为如[3]图1摇质量-弹簧系统示意图图1的质量弹簧系统,振动方
8、程如式(1):摇摇f=Mx义+Kx+cx忆(1)21nnnn式中:x义为下试件的加速度;f为激振力;M为下试件2摇实验系统的设计12的质量;C和K为结合面的动态特性线性刚度和线2.1摇实验系统结构设计nn性阻尼;x为结合面间的法向动态位移。如图2所示,机架1放置在橡胶垫上,支撑台2n装在机架1上,上试件7和下试件8在保证不发生边可以令:缘效应的情况下放置在支撑台2上的垫板上,在上试Cx忆+Kx=Fcos棕t(2)nnnnn件7的上表面上的左右两侧对称放置电涡流位移传x=Xcos(棕t+准)(3)nnn感器3,称重传
9、感器6与液压油缸5连接,液压油缸这样就有:与外接液压工作站相连接。称重传感器用来测量结x忆=
10、X棕sin(棕t+准)
11、(4)nnn*收稿日期:2014-09-15基金项目:甘肃省技术研究与应用开发项目(编号:1004TCYA036)作者简介:汪孝林(1980-),男,甘肃甘谷人,本科,主要从事机械产品的设计与研究工作。·127·设计与制造摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇2014年第5期(第27卷,总第133期)·机械研究与应用·合面静态预载荷大小。通过液压工作站给油缸施压使称重传感器施压到试件上,施加不同的力,
12、试件7和8之间就有相对的位移变形。在同一载荷作用下,数据采集器上显示的位移读数均值便是结合面之间的相对位移大小。该实验装置的最大特点是结合面间的法向静态相对位移由高精度涡流位移传感器3可以直接测量。图4摇结合面实验装置实物图图2摇结合面静动态实验装置简图2.2摇装置结构仿真设计上支撑体是该装置的关键部件,他的强度和刚度直接影响到装置的测量精度。该部件的计算采
