基于模态分析的高精密夹具优化设计.pdf

《基于模态分析的高精密夹具优化设计.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、2012年11月机床与液压NOV．2012第40卷第2l期MACHINETOOL&HYDRAULICSVo1．40No．2lDOI：10．3969／j．issn．1001—3881．2012．21．024基于模态分析的高精密夹具优化设计邹文俊，杨建国，刘国良(上海交通大学机械与动力工程学院，上海200240)摘要：针对发动机G415缸体需精密铣削顶面以及面上面相关孔加工，设计高精密专用夹具。为使高精密夹具系统具有良好的抗振性能，建立夹具工件系统的三维模型，并用ANSYSWorkbench对设计的

2、夹具进行模态分析。为防止切削加工中产生切削震颤，分析出影响夹具模态的关键结构，并对其进行改进。改进后夹具的固有频率跳过了机床临界加工频率，避免了共振的产生，为高精密夹具设计制造和机床加工质量的提高提供了理论依据。关键词：高精密夹具；模态分析；抗振性能中图分类号：TG757文献标识码：A文章编号：1001—3881(2012)21—087—4OptimumDesignofHigh-precisionFixtureBasedonModalAnalysisZOUWenjun，YANGJianguo，L

3、IUGuoliang(SchoolofMechanicalEngineering，ShanghaiJiaotongUniversity，Shanghai200240，China)Abstract：Thehigh—precisionfixturewasdesignedforthemachiningprocessofthetopsurfaceandtheholeinthesurfaceoftheengineG415block．Inordertoachievefinevibrationresistan

4、ce，thethree—dimensionalmodelofthefixturesystemwasestablishedandANSYSWorkbenchsoftwaYewasappliedformodalanalysis．Thenthekeyinfluencefactorofthefixturestructurewasfoundoutandthefixturestructurewasimproved．Thenaturalfrequencyoftheimprovedfixtureskipsthe

5、processingcriticalfrequency，SOthegenerationofresonanceisavoided．Itprovidestheoreticalbasisfordesign，manufacturingofhigh—precisionfixtureandimprovementofmachinemanufacturingquality．Keywords：High—precisionfixture；Modalanalysis；Anti—vibrationperformance

6、夹具设计的基本要求是对将要加工工件正确定位来改变其固有频率，以防止共振的产生j。和夹紧。针对发动机G415缸体需精密铣削顶面文中通过对高精密夹具模态理论的分析，运用以及面上面相关孔加工设计高精密夹具，对该高精密ANSYSWorkbench对该夹具进行振动模态分析，找出夹具提出了更高的设计要求，即该工序加工过程中具夹具系统的危险模态，并根据模态分析的结果提出夹有良好的抗振动性，以防止零件加工时因振动而影响具系统的改进方案，以使高精密夹具获得良好的动态加工质量，甚至使得工件报废或刀具损坏等严重后特性

7、。果。1高精密夹具设计要求切削加工产生的振动，不仅恶化零件的加工表面文中的研究对象为高精密加工柔性夹具，用于质量，降低机床、刀具的使用寿命，致使机床、刀具OP30／OP40卧式加工中心。该夹具主要用于发动机的性能得不到充分的发挥，限制加工效率的提高，严G415缸体需铣削顶面以及面上面相关孑L的加工，在重时使切削加工无法进行。切削加工中产生的振动问夹具满足定位夹紧设计要求之后，另外一个重要要求题，大多是受迫振动或者自激振。是夹具具有良好的动态性能，这样便可以防止夹具系要减小或者消除加工中产生的振动

8、，实际生产中统在切削加工过程因共振而产生切削振颤。该夹具主可以使用两种方法来保证机械系统的动态性能：(1)要用来铣削G415缸体的平面和钻削相关孔。实际加当机械系统的动态特性不变时，可以控制加工参数来工中正常钻削最高转速为9597r／min，则实际加工中保证整体的抗振性能；(2)当加工工艺不容易改变的临界加工频率为159．95Hz。时，可以在满足工艺要求的情况下改变机械系统的结根据固有频率to=／m(其中∞。是系统第i构，使其动态特性改变。即通过优化机械系统的结构阶固有频率，k、m分别为对应的模