YK1015A数控剐齿机模态分析及其改进设计

摘要

由于原有的圆柱齿轮加工方法无法满足齿轮加工各领域的发展要求，为此长沙某机床厂研发了YK1015数控剐齿机，它具有新型的剐齿加工技术，解决了传统加工设备由于受到空间限制无法加工轴向不贯通的、无退刀槽的齿轮。本文就是以YK1015数控剐齿机为研究对象，以减少剐齿机在加工过程中的振动和噪声为目的，通过有限元模态分析和实验模态测试等手段分析机床的动态特性，根据机床动态特性上的薄弱环节而提出可靠的改进方法，从而提高剐齿机的工作性能。
　　本文主要工作和研究情况如下:
　　1、对研究对象YK1015数控剐齿机的加工原理和整机结构进行分析，阐述了加工过程中的运动及各个轴之间的关系;通过分析剐齿机结构，为有限元模型建立和研究打下基础。
　　2、通过三维软件INVENT0R对剐齿机进行整机建模，并结合分析实际需要对模型进行相应的简化处理。再着重分析剐齿机结合部基于粗糙表面的刚度计数，定义有限元分析的参数，进行整机有限元分析，得到了剐齿机整机前十阶模态，从整机结构和前十阶模态振型上分析，得到剐齿机存在的薄弱环节。
　　3、对剐齿机进行加工过程的振动测试，分析机床在加工过程中的振动特征、振动强度、振型，找出加工过程中的薄弱环节。在此基础上对薄弱部件进行模态测试验证，通过测试得到扇盘和刀具箱沿X方向的振动最剧烈，与有限元模态分析的结果比较接近，从而证明了有限元模态分析的可靠性，从而提出剐齿机技术改进的合理方案，使之达到稳定的加工要求并通过鉴定委员会的验收。