高速立式加工中心宽频振动行为与热力学研究

admin · 发表于 2022-8-27 14:22:04

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加工技术的日益发展要求现代数控机床必须具有高速、高刚度、高精度等优良性能，结合切削热变形补偿、整机宽频振动控制、高速进给精度控制等仿真技术设计机床结构，对保证机床可靠性和加工精度具有重要意义。本文以国家科技重大专项——BVG系列高速立式加工中心为例，结合机械振动理论、热力学分析基础，利用有限元分析工具ABAQUS研究整机振动行为及热力学特性，为保证机床加工精度提供理论保障。具体研究内容如下：1．有限元模型的建立。利用Proe完成机床整机三维模型的建立，对关键部件进行模型简化。通过实验验证选取网格类型；研究机床结合面，对导轨结合部和螺栓结合部分别建立动力学模型，并确定结合面参数。2．利用有限元分析软件ABAQUS对整机进行模态分析，提取整机固有频率和振型，计算机床在铣削条件下的切削力大小和频率范围，从而确定激振力，对机床进行谐响应分析，得到机床在激振力作用下的幅频特性曲线。3．研究机床单个立柱在不同冲击载荷作用时间下的振动衰减、变形、应力变化情况；以主轴箱运动系统为例，仿真分析研究其在0.1g-1g范围内的加速——匀速——减速运动情况，研究系统的定位精度及振动情况。4．理论计算电主轴发热量，仿真得到电主轴的温度场变化，在此基础之上分析电主轴系统在温度场内的热应力变化。分析整机所有热源，得到整机温度场，对整机进行热-结构耦合分析，得到整机热应力变化结果。5．对整机进行模态试验。在DASP软件中建立整机结构，通过锤击法得到机床固有频率和振型。与仿真分析结果进行对比，验证机床整机有限元模型准确性。

高速立式加工中心宽频振动行为与热力学研究

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