立式加工中心Z向进给系统动态特性分析-论文.pdf

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1、2014年5月机床与液压Mav2014第42卷第9期MACHINETOOL&HYDRAULICSVo1．42No．9DOI：10．3969／j．issn．1001—3881．2014．09．024立式加工中心z向进给系统动态特性分析杨国维，袁军堂，汪振华，翁健光(南京理工大学机械工程学院，江苏南京210094)摘要：立式加工中心z向进给系统动态特性对加工中心的加工精度、抗共振的可靠度影响较大。利用有限元方法对立式加工中心Z向进给系统进行了动态特性分析，探讨了融入结合面特性的进给系统动力学有限元模型的建立。通过模态分析和谐响应分析，得出了进给系统的固有

2、频率和振动特性，通过试验验证了有限元分析结果的正确性。分析结果为铣削参数的合理选择和加工中心动态性能的提高提供了可靠的依据。关键词：进给系统；有限元方法；结合面建模；动态特性中图分类号：TH132．1文献标识码：A文章编号：1001—3881(2014)9—087—4AnalysisofDynamicCharacteristicofZ-directionFeedingSystemofVerticalMachiningCenterYANGGuowei，YUANJuntang，WANGZhenhua，WENGJianguang(SchoolofMecha

3、nicalEngineering，NanjingUniversityofScienceandTechnology，NanjingJiangsu210094，China)Abstract：Themachiningaccuracyandreliabilityofanti—resonanceofmachiningcenterwerelargelyaffectedbythedynamiccharacteristicoflongitudinalfeedingsysteminz—directionofverticalmachiningcenter．Thedyna

4、miccharacteristicoflongitudinalfeed—ingsysteminZ-directionofverticalmachiningcenterwasanalyzedbyusingthe‘FiniteElementMe~od(FEM)，andtheresearchonthewayofdynamicFEMmodelingofthefeedingsystemwhichintegratedwiththejointsurfacecharacteristicswasconducted．Bymodalanalysisanddiapasonr

5、esponseanalysis，thefreefrequencyandvibratorycharacteristicofthefeedingsystemweregotten，andthecor-rectnessofFEMresuhwasprovedbyexperiment．Thustheanalysisresultsprovidethedependablebasisfortheintelligentselectingofmillingparametersandincreasingofdynamicperformanceofthemachiningce

6、nter．Keywords：Feedingsystem；FEM；Jointsurfacemodeling；Dynamiccharacteristic作为制造业的基础装备战略性产业，高速立式加1进给系统有限元模型的建立工中心已成为制造业的高新技术发展方向之一。然而建立进给系统的动力学有限元模型是动态特性分高速立式加工中心z向进给系统的动刚度和固有频析的基础，滑动支承z向直线进给系统是由很多零率在一定程度上决定着高速立式加工中心的加工精部件组成的，零部件之间的结合面特性对进给系统动度、加工范围以及稳定性，影响加工中心抗共振的可态性能影响较大，因靠度，其性

7、能参数制约着高速立式加工中心朝着高速此，为了准确分析进度、高精度和高效率的方向发展⋯。因此，深入研究给系统的动态性能，滚珠丝杠进给系统的动态特性对产品的优化设计和合融人结合面特性建立理使用具有重要意义。然而目前主要存在的问题是进了滑动支承z向进给给系统动力学有限元模型的建立，尤其是结合面的处系统的动力学有限元理。本文作者以KVC1050N立式加工中心为研究对模型。所建立的有限象，探讨了融入结合面特性的滑动支承z向进给系元模型如图1所示。统动态特性的分析方法，结合试验验证，用有限元方其关键技术包括模型法研究了滑动支承z向进给系统的模态和谐响应特简化、网

8、格划分、结图1滑动支承直线进给系性，为进给系统的优化设计和合理使用提供了可靠的合面建模、边界条件统动力学有限