劉治文 宋 健

（遼東學(xué)院機械電子工程學(xué)院 118000）

銑床關(guān)鍵結(jié)合面動態(tài)特性研究

劉治文 宋 健

（遼東學(xué)院機械電子工程學(xué)院 118000）

在機床的設(shè)計和研究中，對于機床結(jié)合面的研究較少，這為機床技術(shù)的發(fā)展帶來了不利因素。機床接合面的特性對于機床的整體模態(tài)頻率具有較大的影響，在實際工作中，技術(shù)人員要加強對機床結(jié)合面動態(tài)特性的研究，為機床技術(shù)的發(fā)展做出貢獻。

銑床關(guān)鍵結(jié)合面；動態(tài)特性；研究

隨著科學(xué)技術(shù)發(fā)展速度的加快，機械制造業(yè)也得到了很大的發(fā)展。目前，我國機械產(chǎn)品對于精度和質(zhì)量都有了更高的要求，而通過提高機床性能，加強機場的自動化水平可以有效滿足機械產(chǎn)品的相關(guān)要求。在機床的設(shè)計和研究中，對于機床結(jié)合面的研究較少，這為機床技術(shù)的發(fā)展帶來了不利因素。本文將通過有限元分析技術(shù)和實驗?zāi)M方法，對數(shù)控銑床關(guān)鍵集合面參數(shù)識別技術(shù)進行分析，希望為機床技術(shù)的發(fā)展提供幫助。

1 機床結(jié)合面參數(shù)的識別

在對機床結(jié)合面的研究中，主要采取理論分析和模態(tài)實驗相結(jié)合的方式，研究的主要目的是對結(jié)合面剛度情況以及阻尼系數(shù)進行有效識別，這也是當(dāng)前國內(nèi)外研究的重點領(lǐng)域之一。

實驗?zāi)B(tài)技術(shù)首先要對整個系統(tǒng)的模態(tài)參數(shù)進行統(tǒng)計和計算，從而得到系統(tǒng)固有頻率的數(shù)據(jù)[1]。如果系統(tǒng)規(guī)模較大，一般沒有系統(tǒng)的辦法求出精確模態(tài)參數(shù)，而通過實驗分析的方法可以取得較好的效果。本研究主要對部件進行分析，所需要的識別參數(shù)規(guī)模較小，模態(tài)密度適中，因此通過共振峰值的方法就能夠達到實驗?zāi)康摹?/p>

2 數(shù)控銑床關(guān)鍵結(jié)合面參數(shù)的識別

2.1 XD8150銑床概述

在研究中，首先對機床的部件結(jié)合面參數(shù)進行識別，對所得數(shù)據(jù)進行分析，確定機床和升降臺結(jié)合部、工作臺和導(dǎo)軌結(jié)合部以及水平主軸和立柱床身結(jié)合部數(shù)據(jù)，進而探討整體機床的動態(tài)特性。

2.2 導(dǎo)軌零部件實驗分析

在實驗中，正弦激勵信號通過功率放大器傳導(dǎo)給激發(fā)信號，激發(fā)信號分成兩部分，再經(jīng)由加速和力傳感器分別傳給振動信號以及激勵信號。通過放大后，由系統(tǒng)的采集卡對數(shù)據(jù)進行收集。在本研究中，所得到的數(shù)據(jù)曲線光滑程度達不到要求，不能看出清晰的固有頻率，所以需要采用更加細(xì)致的方法構(gòu)建新的幅頻曲線。該設(shè)計方法主要通過加速度和激勵力幅值之間的關(guān)系來進行研究。所得到的新的幅頻曲線如圖1所示。

圖1 加速度頻響函數(shù)曲線圖

2.3 導(dǎo)軌結(jié)合面參數(shù)識別分析

本研究中數(shù)控銑床的整體結(jié)合部主要包括水平主軸、升降臺和床身結(jié)合部以及工作臺和升降臺結(jié)合部。通過參數(shù)的優(yōu)化設(shè)計進行有限元技術(shù)分析，由于小孔、倒角等環(huán)節(jié)影響較小，可以忽略。

3 結(jié)合面對銑床動態(tài)特性的影響

結(jié)合面對于機床的影響主要表現(xiàn)在兩個方面，分別是固有頻率的影響和固有振型的影響。在數(shù)控銑床中，對導(dǎo)軌的動態(tài)特性有一定要求。而動態(tài)特性主要受到零件本身和導(dǎo)軌結(jié)合面的共同影響。

3.1 動態(tài)參數(shù)對模態(tài)頻率的影響分析

當(dāng)水平主軸處在前5階頻率的時候，其等效剛度和阻尼之間的變化具有顯著的關(guān)系。通過圖示可知，等效剛度的變化沒有線性變化的特征，一般是隨著增大模態(tài)頻率數(shù)值的增大而變大，但變大幅度較小。系統(tǒng)各個部件之間的阻尼變化也沒有線性特征，但阻尼值的區(qū)間比較穩(wěn)定。

3.2 整體動態(tài)特性的分析

通過實驗得到的銑床動態(tài)參數(shù)整體頻率表。通過對相對誤差的分析發(fā)現(xiàn)，整機模態(tài)頻率更符合實驗?zāi)繕?biāo)，相對誤差也較小，可以控制在10%以內(nèi)，所以在實際的加工工程中要充分考慮結(jié)合面參數(shù)的影響。特別是在設(shè)計階段，要考慮結(jié)合面可能造成的影響，提高整體的模態(tài)頻率。

4 結(jié)束語

本文通過有限元分析技術(shù)和實驗?zāi)M方法，對銑床結(jié)合面動態(tài)特性進行了研究。結(jié)合面的特性對于機床的整體模態(tài)頻率具有較大的影響，在實際工作中，技術(shù)人員要加強對機床結(jié)合面動態(tài)特性的研究，為機床技術(shù)的發(fā)展做出貢獻。

[1]馬向陽，申曉龍.高速數(shù)控銑床關(guān)鍵部件動態(tài)特性的測試與分析[J].機電產(chǎn)品開發(fā)與創(chuàng)新，2012，01：188～190.

[2]王禹林，吳曉楓，馮虎田.基于結(jié)合面的大型螺紋磨床整機靜動態(tài)特性優(yōu)化[J].振動與沖擊，2012，20：147～152+182.

[3]米潔.高精度立式磨床關(guān)鍵結(jié)合面動態(tài)特性研究[J].機械科學(xué)與技術(shù)，2014，02：224～228.

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