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立式加工中心動(dòng)剛性分析和實(shí)驗(yàn)
閱讀：256 發(fā)布時(shí)間：2020-8-10 隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，制造業(yè)發(fā)展迅猛，人們 對(duì)于產(chǎn)品的多樣化要求越來越高。為滿足小批量多種 類的要求，對(duì)工作母機(jī)提出高效、柔性、復(fù)合、集成功能 及低成本等性能要求［1］。高速立式加工中心是制造加工中的主要加工設(shè)備，在航空、航天、汽車、模具等制 造業(yè)中得到了廣泛應(yīng)用［2－4］。為保證工件高精度、高效率的加工，必須提高機(jī)床的靜動(dòng)態(tài)剛度，同時(shí)能達(dá)到 降低噪音、提高機(jī)床壽命的效果［5］。浙江大學(xué)對(duì) JCS－
018 加工中心固定結(jié)合面用正弦激勵(lì)法測(cè)試得出不同接觸下的頻率響應(yīng)曲線進(jìn)行測(cè)試，采用可變多面體優(yōu)化的方法進(jìn)行參數(shù)化建模擬合，后通過理論與實(shí)際分析驗(yàn)證方法的可行性［6－7］。華中科技大學(xué)的王學(xué)林和李修平等通過對(duì)焊接型 EQDl8 加工中心和鑄造型PM50A 加工中心兩種不同的結(jié)合面進(jìn)行靜動(dòng)剛度分析，將有限元模擬的結(jié)果與實(shí)際結(jié)果進(jìn)行比較證明精確的有限元分析與理論數(shù)據(jù)的相符性［8］。英國的S. Taylor 和 S. A. Tobias 學(xué)者對(duì)搖臂鉆床進(jìn)行模態(tài)分析，得出固有頻率與試驗(yàn)固有頻率相近，因未對(duì)結(jié)合面 的阻尼做處理而沒能得出動(dòng)態(tài)響應(yīng)［9］。Myers. A. 學(xué)者通過有限元法對(duì)立式磨床進(jìn)行靜動(dòng)態(tài)剛度分析，證 明動(dòng)剛度對(duì)加工質(zhì)量有較大的影響［10］。
本文以 DVG850 立式加工中心為研究對(duì)象，用有限元法對(duì)其進(jìn)行模態(tài)與諧響應(yīng)分析，得到整機(jī)動(dòng)剛度， 通過動(dòng)剛度實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了結(jié)果的準(zhǔn)確性。
1立式加工中心的結(jié)構(gòu)
立式加工中心主要由床身、工作臺(tái)、立柱、導(dǎo)軌、主軸箱等部件組成［11］，如圖 1 所示。機(jī)床的主要運(yùn)動(dòng)為工作臺(tái)在 xy 平面移動(dòng)及主軸箱在立柱上上下移動(dòng)。