数控龙门铣床滑枕的动态特性分析及改进.pdf

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1、第5期组合机床与自动化加工技术No．52014年5月ModularMachineTool&AutomaticManufacturingTechniqueMay．2014文章编号：1001—2265(2014)05—0043—03DOI：10．13462／j．cnki．mmtamt．2014．05．0l1数控龙门铣床滑枕的动态特性分析及改进胡汝凯，黄美发，张奎奎，杨武军(1．桂林电子科技大学机电工程学院，广西桂林541004；2．桂林机床股份有限公司，广西桂林541004)摘要：滑枕是数控龙门铣床中必不可少的关键零部件，也是影响机床加工精度的薄弱环

2、节。采用有限元分析软件ANSYSworkbench对现有的方滑枕进行模态分析，在三维实体模型的基础上建立模态分析的有限元模型，研究滑枕的无阻尼自由振动，求解得出滑枕的前六阶固有频率和主振型。经过对分析结果的研究发现方滑枕低阶频率接近于滑枕内部主轴的激振频率，容易引起滑枕与滑枕内部主轴共振。为了解决现有方滑枕因低阶频率偏低而引起的滑枕与主轴共振的问题，设计了一种圆滑枕，通过分析求解得出圆滑枕的前六阶固有频率相对于方滑枕的前六阶固有频率大幅提高。关键词：数控龙门铣床；方滑枕；模态分析；固有频率；圆滑枕中图分类号：TH166；TG502．3文献标识码：

3、ADynanlicCharacteristicsAnalysisandImprvoedDesignoftheRamofCNCPlanerTypelvrlmngMachineHURn．kai，HUANGMei．fa，ZHANGKui．kui，YANGWu-jun(1．SchoolofMechanical&ElectricalEngineering，GuilinUniversityofElectronicTechnology，GuilinGuan-gxi541004，China；2．GuilinMachineToolCo．，LTD，GuilinGua

4、ngxi541004，china)Abstract：RamisakeyandnecessarypartandisalsotheweaklinkofthemachiningprecisioninaCNCplanertypemillingmachine．WeadoptfiniteelementanalysissoftwareANSYSworkbenchtoanalyzethemodalofsquarerambyestablishthefiniteelementmodelof3Dsolidmode1．Weresearchtheundampedfreev

5、ibrationoftheramandsolvethefrontsofsixthordernaturalfrequencyandprincipalmode1．Theanal—ysisresultsshowthatthefrontsofsixthordernaturalfrequencyareclosetotheexcitationfrequencyofthespindle．Andthiscouldeasilycausetheresonancebetweentheramandthespindle．Wedesignedanewtypeofroundr

6、amtoenhancethefrontsofsixthordernaturalfrequency．Keywords：CNCplanertypemillingmachine；squareram；modalanalysis；naturalfrequency；roundram为滑枕的优化设计提供依据。O引言文献[4]采用有限元和试验的方法，对TX6916落对于大型数控龙门机床来说，基础部件必须具有地镗铣床方滑枕进行了动态特性分析。文献[5]在完足够的刚度、良好的抗振性。滑枕连接主轴和横梁，是成静态分析的前提下对方滑枕进行模态分析，针对原龙门铣床中的必不

7、可少的基础部件，机床采用主轴滑设计提出了几种改进措施对滑枕进行结构优化，通过枕结构主要目的在于增强机床的动刚度，适应大型零具体实施及工程测试，机床的动态性能大大提高，满足件的强力切削⋯。滑枕的动态性能直接影响整个机床高速、大功率切削的加工要求．文献[6]通过研究高速的加工精度、精度稳定性和抗振性。在机床工作过程立式镗铣加工中心滑枕动态特性发现滑枕上端和其与中，如果切削力频率恰好和滑枕某一固有频率接近，滑丝杠的接触部位刚度较弱。在对滑枕进行优化设计时枕可能会产生共振，进而影响切削运动的稳定性。可以通过合理布置加强筋以及结构优化来提高这两个因此有必要

8、采用有限元方法研究滑枕的动态特性J，部位的刚度。文献[7]提出以其研究对象的质量为目收稿日期：2013—09—13；修回日期：2013—