高速精密數(shù)控立式加工中心整機靜動態(tài)特性分析
隨著我國經(jīng)濟的飛速發(fā)展,，數(shù)控機床作為新一代工作母機，在機械制造中已得到廣泛的應(yīng)用,。精密加工技術(shù)的迅速發(fā)展和零件加工精度的不斷提高對數(shù)控機床的精度也提出了更離的要求,。因此研究新的機床設(shè)計思想和機床結(jié)構(gòu)來滿足精密機械加工的要求迫在眉睫。而為了獲得符合要求的加工精度,，首先必須保證機床結(jié)構(gòu)有很好的靜動態(tài)特性,。有限元分析是一種計算復(fù)雜結(jié)構(gòu)的極為有效的數(shù)值計算方法，為機床靜動態(tài)特性分析提供了有力的工具,。而專門的實驗設(shè)備為機床整機的靜態(tài)和棋態(tài)分析提供了真實反應(yīng)機床靜動態(tài)特性的數(shù)據(jù),，通過整理靜動態(tài)特性數(shù)據(jù)不但可以驗證有限元分析方法的可行性和結(jié)果出現(xiàn)偏差的可能原因，而且可以為以后類似機床整機模型的有限元分析和無樣機條件下的機床虛擬設(shè)計打下基礎(chǔ),。1 結(jié)合部影晌因素的處理方法和有限元建模 機床是由組成它的各個零部件通過結(jié)合面有機聯(lián)接而成的,零部件之間的結(jié)合面存在著接觸剛度和接觸阻尼,，實踐證明，結(jié)合面是機床動態(tài)性能的薄弱環(huán)節(jié),。它的影響因索很多,，通過對眾多因家進行分析、歸納可將其分類如下:(1)結(jié)合面的材料或材質(zhì);(2)結(jié)合面的加工方法;(3)結(jié)合面的粗糙度;(4)結(jié)合面的初始面壓(法向);(5)結(jié)合面的壓力分布(即工作面壓);(6)結(jié)合部的功能(運動或固定);(7)結(jié)合面間的潤滑情況(有油與無油),。對于姍栓聯(lián)接的接觸面.由于預(yù)緊娜栓的存在,，接觸壓力在接觸面上的分布并不均勻，實際接觸表面是由分布各異的峰谷構(gòu)成,，接觸表面形態(tài)會隨著表面壓力的變化而變化,。由實驗得出結(jié)合面的基礎(chǔ)特性參數(shù)，從公式中可以看到:結(jié)合面的切向接觸剛度與結(jié)合面面壓成非線性關(guān)系.并隨之增大而增大,。因為結(jié)合面的面積比較小.接觸面上的壓力分布比較均勻,，當(dāng)整個結(jié)合而上的結(jié)合條件荃本一致時.可以僅用一個結(jié)合點來代替結(jié)合面上的螺栓連接點。每個結(jié)合點的自由度數(shù)決定于機床振動時結(jié)合面間可能產(chǎn)生的相對位移。每個自山度用一組等效彈贊剛度和等效限尼系數(shù)來代鈴.因此選排彈贊單元對結(jié)合面進行模擬,。所以在建立有限元模型時.在結(jié)合面處添加三方向剛度班尼等連接參數(shù)。在立柱節(jié)點處建立兩個集中質(zhì)從單元.mass21用來模擬立住中的配重質(zhì)且塊.其Pm/e整機模型和有限元模型分別如圖1—2所示,。