机床滚动导轨结合面动态特性参数识别试验研究

• 作 者: 张华
• 发表日期: 2011年期
• 关键词: 滚动导轨 结合面 动态特性 试验装置 参数识别

随着机械加工向高速及高精度发展,要求不断提高数控机床的动态性能,而建立机床动力学模型是研究其动态性能的前提。机床动力学建模难点在于结合面建模,并且结合面动态特性对机床整机动态性能有较大影响,因此结合面动态特性的研究对机床动态设计及优化至关重要。滚动导轨为数控机床重要功能部件,且为机床中典型的滚动结合面,本文针对滚动导轨结合面动态特性参数识别进行了研究。首先,根据滚动导轨结构及特点,对其进行了简化,并建立了用于识别滚动导轨结合面动态特性参数的等效单自由度系统测量模型,该模型消除了基础位移对参数识别的影响。根据测量模型研制了滚动导轨结合面动态特性参数识别试验装置,设计方案综合考虑了激振平稳性、刚度、通用性及导轨安装条件等设计要求。其次,基于测量模型,从系统振型、测点频响函数以及等效单自由度系统频响函数三个方面对试验结果进行了检验。将获得的滚动导轨结合面动态特性参数代入测试装置有限元模型中,模型的有限元模态分析结果与模态试验结果具有较好的一致性。最后,采用自行设计和开发的滚动导轨结合面动态特性参数识别系统,分别对施耐博格和南京工艺装备制造厂生产的部分规格的滚动导轨进行了模态试验,通过结果分析得到了法向载荷、预压等级、滚动体类型及滑块类型等因素对导轨结合面刚度及阻尼参数的影响规律。通过试验模态分析获得了一定数量精度较高的滚动导轨结合面动态刚度及阻尼参数,为准确分析机床整机动态特性提供了条件。