基于VMC850E型机床颤振仿真建模及模态分析-论文.pdf

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1、2014年5月机床与液压Ma'q2014第42卷第9期MACHINETO0L&HYDRAUUCSVo1．42No．9DOI：10．3969／j．issn．1001—3881．2014．09．025基于VMC850E型机床颤振仿真建模及模态分析张福，张智伟，冯宝忠。(1．沈阳3--学院机械与运载学院，辽宁抚顺113122；2．南车二七车辆有限公司转向架技术室，北京100072；3．西北机电工程研究所，陕西成阳712099)摘要：金属切削过程中刀具与工件间存在着剧烈的相对振动，这种振动称之为颤振，颤振影响加工质量，减少机床寿命，解决加工中的振动问题是制造行

2、业关注的热点。在总结现有理论分析的基础上，针对某机床厂型号为VMC850E的加工中心，采用仿真的方式进行数学建模及分析找到铣削稳定区，以此为依据搭建一套机床颤振控制系统。关键词：铣削稳定性；SIMULINK；仿真；建模；转速控制中图分类号：TG713+．1文献标识码：A文章编号：1001—3881(2014)9—091—4SimulationModelingandModalAnalysisofMachineToolVMC850EChatterZHANGFu．ZHANGZhiwei．FENGBaozhong(1．CollegeofMechanicalan

3、dVehicleEngineering，ShenyangInstituteofTechnology，FushunLiaoning113122，China；2．BogieEngineeringOffice，CSREiVehicleCo．，Ltd．，Beijing100072，China；3．NorthwestInstituteofMechinical&ElectricalEngineering，XianyangShaanxi712099，China)Abstract：Relativevibrationbetweenthetoolandworkpieces

4、duringmetalcuttingwasdistinguishedaschatter，whichnotonlyin—fluencedtheprocessingquality，butalsoreducedworkinglifeofthemachinetoo1．Tosolvetheproblemofchatterinprocessingwasthehottopicinthemanufacturingindustry．Basedontheoreticalanalysisofthepreviousstudies，aimedattheVMC850Emachin

5、ingcenterfromonemachinetoolworks，amachinetoolchattercontrolsystemissetup，onthebasisofmillingstableregionobtainedthroughusingsimulationmethodformathematicalmodelingandanalysis．Keywords：Millingstability；SIMULINK；Simulation；Modeling；Speedcontrol在机械加工过程中的工艺系统，除了名义上的切加工振动的控制问题变得更为尖锐和

6、迫切。削运动外，还存在刀具与工件之间的周期性相对振动，数控加工过程中，为了避免颤振往往牺牲了加工当这种振动出现时，将严重影响加工表面质量。效率，使得机床没有完全发挥加工能力，目前虽然有机床振动的存在造成很多不利的影响。首先使加专门的振动分析仪器，颤振理论研究也比较多，但是工工件的表面出现波浪形振痕，质量下降。其次对刀没有针对类似于VMC850E这种经济型机床所适用的实具造成伤害，由于振动的影响常会使刀具产生疲劳受现抑振的实际系统。文中将再生颤振理论应用于损，引起崩刃、打刀。再次对机床造成影响，振动VMC850E机床的稳定加工研究中，设计一套适用于该会逐

7、渐破坏连接副，使其丧失精度，加速夹具磨损。型机床的颤振控制系统，在实际加工中大大增加机床另外振动产生的噪声，对加工操作者的健康造成危的加工效率。害⋯。1立铣模型及模态分析为了减小机械加工中振动的影响，往往选择较小在铣削加工中产生颤振有很多不良影响，消除颤的加工量，这样就严重影响了加工效率，因此振动就振是提高加工技术，改进机床性能的一个关键技术，成为机械加工中限制生产率提高的主要障碍之一。而颤振稳定极限的求解则是避免颤振必须要做的工作。近年来，精密超精密加工技术的出现，切削加工想要确定铣削加工的颤振稳定阈值，必须对机床中微小的振动都将使得所加工工件不达标

8、；新型刀具产生颤振的成因进行分析，建立相应工况模型。目前，材料(例如陶瓷、金刚石等)的脆性高，