龍門加工中心橫梁系統動態特性研究
機床的靜態特性只能反映把所受到力作為靜力考慮時機床抵抗變形的能力，但 是，為了適應機床的高速化，智能化發展，僅僅研宄它的靜剛度是遠遠不夠的。機 床是一個彈性系統，在一定條件下，例如受外界切削力變化及機床本身不平衡旋轉 部件產生的慣性激振力的作用會使機床產生劇烈的振動[33]。在工作狀況下，如果龍 門機床產生的振幅超過一定的值，將嚴重影響加工質量，增加刀具磨損和噪音，從 而降低加工精度和生產效率，甚至在嚴重的情況下機床將不能正常工作[34]。因此， 十分有必要對機床的動態特性進行研宄。機床動態性能分析主要包括自激振動研宄， 結構動態特性的研宄和動態性能測試研宄。其中橫梁系統是龍門機床系統的主要承 載部件，在實際工況下加工時，橫梁系統與機床多個重要部件接觸，承載著極為復 雜的載荷，研宄其動態特性對提高機床的整機性能具有重要的作用。 橫梁系統的動態性能研宄的終極目標是提高橫梁系統的加工過程中的動態效率 和動態精度。橫梁系統的動態性能主要指的是橫梁系統的振動性能，即橫梁系統抵 抗振動的能力。在多數情況下，橫梁系統的振動是有害的，為了保證加工質量，提 高切削效率，減少刀具磨損、降低噪音都希望盡可能減小和消除振動，也就是提高 橫梁系統抵抗受迫振動和自激振動的能力，使橫梁系統的振動量控制在滿足加工性 能所允許的范圍之內[35]。對橫梁系統的有限元模型進行模態分析，可以得到振動系 統的固有頻率和振型，一方面避免系統工作時發生共振，另一方面是為系統作進一 步的動力分析打下基礎，因此計算橫梁系統的固有頻率和各階振型，將其固有頻率 控制在一定的范圍之內是很有必要的[36]。本章對橫梁系統進行模態分析，綜合考查 其動態性能。