基于结合面特性的KVC1050N立式加工中心整机动态性能研究

摘要

数控机床正向着高速、高效率、高精密、高稳定性的方向发展,不仅要求其具有良好的静态特性,更要有良好的动态特性。建立正确的机床动力学模型是分析整机动态性能的前提,因此研究机床动力学建模,对于在机床图纸设计阶段预测其整机动态性能,了解系统的薄弱环节并对机床进行优化设计至关重要。本文针对立式加工中心的动力学建模及其整机动态性能分析进行了研究。
　　 首先,以KVC1050N立式加工中心为研究对象,建立了其整机有限元模型,重点研究了机床结合面特性的等效处理,分别计算了柔性联接和刚性联接两种模型的整机模态,对比两者的计算结果,研究了结合面特性对机床动态性能的影响。
　　 其次,利用锤击法测得机床整机的试验模态,并与有限元分析结果对比,基于固有频率和振型同时一致的原则,验证了本文提出的柔性联接整机动力学建模方法的正确性,并且说明了只有正确融入结合面特性的影响,才能准确分析预测整机动态性能。在此基础上,定量研究了灌胶结合面对整机动态性能的影响,找出了灌胶的最优厚度范围是1.5～2mm,为灌胶工艺的应用提供指导。
　　 最后,基于谐响应分析结果找出了机床的薄弱结合面,利用正交试验方法研究了结合面刚度对整机动态性能影响显著性并提出了优化方案,提高了整机动态性能。通过对立式加工中心整机动态性能的研究,提出了融入结合面特性建模的正确方法,并为结合面基础特性参数运用到机床动态性能优化中提供了方法。