多功能数控磨床立柱动态特性分析.pdf

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1、多功能数控磨床豆往动态特性分析术口张高峰口刘振兴口郭怀仲1．湘潭大学机械工程学院湖南湘潭4111052．湘潭三峰数控机床有限公司湖南湘潭4¨100摘要：使用分块兰索斯方法对多功能数控磨床立柱进行动力学分析，建立了立柱三维CAD模型和有限元分析模型，在此基础上对其进行动态特性分析找出了立柱的薄弱环节，为优化立柱结构、提高机床加工性能提供参考。关键词：多功能磨床立柱动态特性分析中图分类号：TH113文献标识码：A文章编号：1000-4998(2013)12-0013—03为了满足复杂零件的磨削加工要求，我们与国内整理得到：某企业合

2、作开发了多功能全数控磨床，可以实现多轴([]一∞02[朋r]){A}=0(4)联动控制，大大扩展了磨床的适用范围。机床的动态特振幅向量{A}非零解的条件是系数行列式满足：性是影响机床稳定性与加工精度的关键，在新产品det([]一∞02[])=0(5)试制过程中．发现机床动态特性对机床的加工精度与由式(5)可求解固有圆频率∞n2，将求得的02代入稳定性有很大影响。本文以多功能数控磨床立柱动态式(4)，可求出振幅向量{A}。。和{A}均为振动系统的特性为研究X,-t象．分析了多功能全数控磨床立柱结构固有属性，表征着所对应系统的基本

3、动态特性。对动态特性的影响，为磨床结构设计与改进提供了理在对立柱进行动态分析时，模态分析是对机床整论依据。体进行动态分析和设计改进的关键E33。如何从机床本身具有无限多个自由度的质量连续分布弹性体的固有1动态特性分析频率及对应振型中，明确指出对加工质量影响较大的动态特性是指系统在振动状态下所表现出来的特一些振动频率和所对应的振型，显得十分重要。有性质．一般描述动态特性的主要指标有固有频率和2立柱动态特性分析主振型。x-,t磨床立柱动态性能的研究方法主要是模态分析法，模态分析的内容是确定磨床立柱的振动特性采用三维制图软件Soli

4、dWorks建立满足分析条件即固有频率和振型。通过对磨床立柱进行模态分析，可的立柱CAD模型，如图1所示。利用SolidWorks与以评价其动力学性能以及对加工精度的影响，从而为ANSYS之间的无缝连接，将三维CAD模型转换成立柱结构的优化提供理论依据[z-。IGES格式后直接导入ANSYS中进行动态特性分析。对于一个具有无限自由度的线性系统，其运动微分析模型的质量直接影响分析结果的准确性。由分方程可描述为：于多功能全数控磨床立柱结构的复杂性，建立精确完[M]{x(t)}+Ec]{x(t)}+[K]{x(t)}_{F(t)}(

5、1)整的分析模型是相当困难的。为了提高分析效率，降低式中：[M]为系统的质量矩阵；[C]为阻尼矩阵；[K]为成本，模型的简化成了至关重要的一步。同时网格划分刚度矩阵；{X(t)}和{F(￡)}分别代表系统中各点的位也是进行有限元分析前处理中的一项重要工作，是分移向量和激振力向量；t为时间。析过程的关键步骤]。网格的优劣涉及到分析的有效在结构线性变形为小变形的假设基础上，阻尼的性和可靠性，网格的类型也与分析目的和精度要求密影响并不大．故而可以忽略，得到无阻尼的自由振动方程如下：磨床立柱材料为HT250，密度为7250kg／m，弹

6、性EM]{X(t)}+[]{()}=0(2)模量为120GPa．泊松比为0．23。立柱与后床身用螺栓当无阻尼系统在自由振动状态时。结构上各节点紧固．实体部分采用四面体与六面体相结合的参数单作简谐振动．各节点位移可表示为：元]。结合面部分则通过实验方法得到其基础特性参：{A}e。(3)数．接触刚度和接触阻尼的通用关系式为：式中：{A}为振动系统的振幅向量。』bb、(6)$湖南省科技厅重点项目(编号：2010GK2008)‘收稿日期：2O13年5月机械制造51卷第592期2013／12画新型导匍啮舍式起劲机的参数亿建横与虐拟装配术

7、口张宗彩t口句帅z1．朔州职业技术学院山西朔州0360002．三通亿达汽车电器有限责任公司山西朔州036000摘要：在新型导向啮合型起动机结构优点的基础上，使用UGNX8．0软件对起动机的各个组成部分零件进行三维数字化建模，并把分散的零件虚拟装配成整体实体模型。最终实现这种新型起动机的参数化设计。该设计方法不但提高了起动机的设计效率，而且可以为后续的机械仿真、有限元分析和零件数控加工做支撑。关键词：新型导向啮合型起动机参数化建模虚拟装配中图分类~：TH122；U464．12文献标识码：A文章编号：1000—4998(2013)

8、12—0015—02目前，汽车内燃机使用的起动机多数为强制啮合与西门子数控机床的无缝结合。另外UGNX提供的这式起动机．这种起动机由于在设计结构上的局限性导些解决方案可以全面地提高产品设计过程的效率，削致强制啮合式起动机在启动内燃机过程中存在诸多减企业生产成本，并最终缩短产品