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时间:2019-02-27
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1、独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的研究成果,除了文中特别加以标注和致谢之处外,论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果,也不包含为获得天津大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。学位论文作者签名:签字日期:年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解天津大学有关保留、使用学位论文的规定。特授权天津大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,并采用影印、缩印或扫描等复
2、制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。(保密的学位论文在解密后适用本授权说明)学位论文作者签名:导师签名:签字日期:年月日签字日期:年月日摘要数控机床的动态特性对于加工精确度、生产效率和零件表面质量等性能有着重要的影响,然而国内的数控机床却普遍存在动态性能薄弱的问题。结合国家863计划课题,对北京工研精机股份有限公司的某型号卧式加工中心,系统地开展了实验模态分析、有限元建模和阻尼特性研究,意在突破加工中心整机动特性正向设计核心关键技术,为整机正向设计提供有效依据。本文
3、主要包括以下几个方面的研究内容:(1)利用动态信号测试系统对卧式加工中心进行整机模态实验测试,实验分别从X、Y、Z三个方向对加工中心进行激振测试,识别出卧式加工中心的整机动态性能参数,分析得到了机床结构的薄弱环节;(2)通过有限元分析软件,考虑边界条件和结合面等效,建立卧式加工中心的动力学模型,给出建模的简化原则,并与模态实验结果对比,验证了模型的有效性;(3)在所建立动力学模型的基础上,确定了谐响应分析的参数,进行了整机的谐响应分析。基于整机的动柔度曲线,分析了材料阻尼和结合面阻尼对整机动特性的影响规律,不同结
4、合面刚度对结合面阻尼效果的影响规律;(4)根据卧式加工中心的结构特点,设计了结合面研究的实验模型,对结合面的阻尼特性进行了实验研究。利用结合面实验模型,分析了预紧力和表面粗糙度对结合面参数的影响规律。上述研究分析了卧式加工中心的模态测试、动力学建模和整机阻尼特性匹配等问题,对卧式加工中心整机动特性的正向设计具有一定的指导意义,为促进数控机床动态特性设计水平提供了帮助。关键词:动态特性阻尼特性卧式加工中心有限元谐响应分析IABSTRACTThedynamiccharacteristicsofNCmachinetoo
5、lhaveanimportantinfluenceonmachiningaccuracy,efficiency,thesurfacequalityofpartsandotherproperties,howeverthedynamicperformanceofdomesticNCmachinetoolisweak.SupportedbytheNational863project,thestudyofexperimentalmodalanalysis,finiteelementmodelinganddampingch
6、aracteristicsiscarriedoutforthehorizontalmachiningcenterofBEIJINGPRECISIONMACHINERY&ENGINEERINGRESEARCHCO.LTD,whichaimstobreakthroughthekeytechnologyofthemachiningcenter’sdynamicdesign,andprovideaneffectivebasisforpositivedesignofthemachiningcenter.Themainres
7、earchworkofthispaperincludesthefollowingaspects:(1)ThedynamiccharacteristicsofthemachinetoolareidentifiedandtheweaklinkofthestructureofmachinetoolisfoundbyModalanalysisexperimentanalysis,inwhichthemachinetoolisexcitedfromX,YandZdirectionusingB&Kdynamictestsys
8、tem.(2)ThedynamicmodelofthemachinetoolisestablishedbythefiniteelementsoftwareANSYS,consideredtheboundaryconditionsandthecombinationsurfaceequivalent,thevalidityofwhichisverifiedbyexperime
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