大型桥式机床立柱不同材料的特性分析

《大型桥式机床立柱不同材料的特性分析》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、研究论文RESEARCH大型桥式机床立柱不同材料的特性分析崔立洁，关大力，李中凯，李初晔(中航工业北京航空制造工程研究所，北京100024)【摘要】采用数值计算方法，比较了混凝土、铸铁和钢3种不同材料立柱的静载抗压能力以及冲击力下的瞬态响应，分析数据表明，钢立柱具有最好的承压能力，在相同压力下静变形最小；由于阻尼的原因，混凝土立柱的振幅受到明显限制，冲击力作用下振动衰减的较快，在更加关注减振性能的高速高性能加工领域，采用混凝土立柱是更好的选择。关键词：阻尼；瞬态振动；桥式机床；混凝土；减振FeatureAnalysi

2、softheDifferentMaterialsforLargeBridgeTypeMachineTooIColumnCUILijie，GUANDali，LIZhongkai，LIChuye(AVICBeijingAeronauticalManufacturingTechnologyResearchInstitute，Beijing100024，China)【ABSTRACT】Usingnumericalcalculationmethod，andcomparesthestaticloadcompressivecapa

3、cityandimpactofthetransientresponseforthethreedifferentmaterials，castironandsteelconcretecolumns．Analysisdatashowsthatthesteelcolumnhasthebestbearingcapacityandminimumdeformationunderthesamestaticpressure．Becauseofdamping，theamplitudeofconcretecolumnisclearlyli

4、mited，undertheactionofimpactvibrationattenuationfaster,moreattentioninthevibrationisolationperformanceofhigh-speedhigh—performanceprocessingfield，usingtheconcretecolumnisabetterchoice．Keywords：Damping；Transientvibration；Bridgetypemachine；Concrete；Vibrationreduc

5、tionDOI：l0．16080／j．issn1671-833x．2016．23／24．092桥式五坐标高速数控龙门铣床是由中航工业北京航空制造工程研究所通过结构优化和各种试验，采用多项先进技术研制的新一代航空加工设备。机床主轴转速和进给速度高，切削质量好，工作稳定可靠，具有高刚性、高精度、高效率等特点，特别适合航空航天工厂各种复杂型面零件的高速高效加工。该机床最主要的特点是立柱设计采用混凝土结构，可提高机床的减振抗振性能，并在一定条件下，缩短制造周期，降低材料费用。以一个立柱为例，研究分别采用混凝土、铸铁和钢材料时

6、机床的静态和动态性能的优劣，为立柱材料的选择提供理论参考。1材料特性学术上对混凝土内部阻尼的影响因素和阻尼产生机理有较多研究，混凝土内黏弹性成分的种类、组分比、内部夹杂介质间的损伤裂缝、封砂形式等皆对结构内部阻尼有较大影响。参考一些研究资料的结果【l卅，对钢筋混凝土材料的多截面多角度试验表明，其阻尼比定义在0．015～0．020之间是恰当的，其阻尼特性甚至比92航空制造技术·2016年第23／24期人造大理石材料要好。铸铁因加工性好，具有良好的吸振性等优点，一直以来为机床设备主要结构件所采用，特别是有防振要求的床身立

7、柱等关键构件。随着经济的发展，目前用户对机床产品的订货期越来越短，钢材由于具有优良的焊接性能，钢结构件具有加工制造方面的极大优势，目前一些生产企业采用钢结构大件的也越来越多。目前高架桥式高速铣床立柱大多采用混凝土材料制造，表1是混凝土、铸铁、钢3种材料的一些性能参数，混凝土的阻尼比较大，钢的阻尼比最小，从理论上来说，混凝土材料由于具有较大的阻尼比，因此混凝土立柱的表1混凝土、铸铁、钢材料的力学性能参数钢筋混凝土铸铁钢密度／【t．ITl’)2．47．37．8!j111，rt模{I；：／MI){_I3300()15000

8、()2l()00f)强度／MPa30250550阻JE()．017f1I)070003研究论文减振吸振性能最佳，振动理论认为系统的振幅曰与静位移巧。频率比^，阻尼比f之间存在以下关系：肚赢因此，在系统振动过程中，振幅随阻尼比的增大呈逐渐减小的趋势，阻尼越大，这种减小趋势越明显。2立柱的静变形静力下的计算评价立柱的抗压能力，在各种材料立柱上表面分