可重构车铣微加工系统动力学分析及接口设计

摘要

本文以可重构车铣微加工系统为研究背景，根据可重构车铣微加工系统的概念、特点、设计要求和原则，对已搭建的五轴可重构车铣微加工机床进行了动力学分析，同时对机械模块接口进行了研究和新型设计。
　　首先对五轴可重构车铣微加工系统进行了实验模态分析，测试机床的固有频率和阻尼比。同时对整个系统进行静力学分析，了解机床各主要结合部位的强度与变形状况，对机床性能进行评价。该机床具有较高的低阶频率和良好的动刚度，并且各结合部在静力作用下变形量很小，有足够的强度保证机床的加工精度。
　　利用ABAQUS/EXPICIT模拟锤击法模态实验，通过脉冲冲击分析，得到冲击载荷作用点随时间变化的时域响应，再利用FFT变换获得载荷点原点幅频曲线，由此获得结构的固有频率。利用该方法对五轴机床中无法进行实验的微小零件接口进行冲击分析，提取幅频响应曲线从而得到其低阶固有频率，同时可以考察接口在冲击力作用下的变形和强度。
　　根据可重构车铣微加工机床的重构要求，设计出两种分别应用于机床中主轴模块和工作台模块的新型接口。并根据实际加工中该机床的受力情况，分别对接口接入到机床后的两个主要结构（主运动系统、工作台）进行静力学和动力学分析，结果表明接口具有良好的刚度和强度，为以后模块接口在可重构微加工系统中的应用打下了一定的基础。

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第一章 绪论

1.1 课题研究背景及意义

1.2可重构加工系统研究现状

1.3 可重构加工系统模块接口的研究现状

1.4论文研究的主要内容

第二章 可重构车铣微加工系统及其接口

2.1 可重构车铣微加工系统的设计要求和原则

2.2 可重构车铣微加工系统接口

2.3 接口对机床加工性能的影响

2.4 本章小结

第三章 可重构车铣微加工系统接口动力学分析

3.1可重构车铣微加工系统关键部件实验模态分析

3.2 利用冲击分析求取频响函数的方法

3.3 结合部位强度与变形分析

3.4 接口动力学特性分析

3.5 本章小结

第四章 可重构车铣微加工系统新型接口设计与性能分析

4.1 两种模块接口的设计

4.2 接口的静力学分析

4.3 接口的动力学分析

4.4 本章小结

第五章 总结与展望

5.1 总结

5.2 展望

致谢

参考文献

读研期间研究成果及发表的学术论文