【摘 要】
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制造装备现代化的发展对数控机床的工艺性能和机床结构静、动态特性的要求越来越高.因此,对数控机床进行结构动态分析和优化设计变得愈来愈重要.该文以解决长城机床厂CK7810
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制造装备现代化的发展对数控机床的工艺性能和机床结构静、动态特性的要求越来越高.因此,对数控机床进行结构动态分析和优化设计变得愈来愈重要.该文以解决长城机床厂CK7810型数控机床振动问题为背景,对该型机床的静、动态特性进行了全面的试验研究.首先,通过对整机进行了空运转实验和切削实验,对机床的基本工作特性和存在的动态问题有了初步的了解;其次,通过对整机和主要部件进行激振试验和实验模态分析,进一步对该型机床的固有特性有了充分的了解,找到了机床结构存在的薄弱环节和薄弱模态;在上述研究工作的基础上,应用实验数据建立了机床部件的有限元动力学模型;然后,应用大型有限元(FEM)分析软件ANSYS对该型机床的床身结构和底座之间的结合面参数进行了优化识别,对机床主轴部件、尾架结构及床身底座等主要部件进行了静、动特性的数值计算和分析,计算结果与实验数据之间的误差小于5％.在上述机床结构动态实验分析和静、动态特性的数值计算基础上,该文进一步对该型机床结构所存在的问题进行了系统的分析,并从动态设计角度和工艺改进角度对原机床的主轴部件及床身底座结构进行了广义优化设计.对优化后的机床部件的结构重分析表明;改进后的结构很好地改善了主轴部件的动态性能,避开了原机床空转振动的主要峰值频率,大大提高了该型机床抵抗切削颤振的能力.该文所开展的工作,不但对该型机床的动态性能全面提高具有直接的指导作用,而且对今后同类机床产品的改型设计亦具有重要的参考价值.
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