某加工中心計(jì)算模態(tài)分析及其實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證
海天精工 加工中心 鉆攻中心前言： 隨著工業(yè)技術(shù)的發(fā)展，加工中心曰益向高速化,高精度化的方向發(fā)展。加工中心在加工時(shí)因?yàn)檎駝?dòng)而引起的加工速度不高，加工精度不夠的問(wèn)題越來(lái)越嚴(yán)重。在加工中心的設(shè)計(jì)過(guò)程中，越來(lái)越多的研究人員開始考慮加工中心加工時(shí)的振動(dòng)特性1s。楊亞明等2011年對(duì)某一小型車銑復(fù)合加工中心進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)?zāi)B(tài)分析，得到了其低階模態(tài)振型6。褚志剛等2012年某加工中心床身進(jìn)行模態(tài)試驗(yàn)，并且利用最小二乘復(fù)頻域法和最小二乘復(fù)指數(shù)法對(duì)其模態(tài)參數(shù)進(jìn)行了識(shí)別。周莉等2014年以一臥式加工中心的立柱為研究對(duì)象，利用MFd«ipe軟件對(duì)其進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)?zāi)B(tài)分析0。曹力等21〇5年利用ANSYS Workbench軟件對(duì)床身材質(zhì)對(duì)一高精度磨床動(dòng)態(tài)特性的影響做了分析1。劉成穎等2016年利用有限元法對(duì)一臥式加工 [1] [2] 中心進(jìn)行了整機(jī)計(jì)算模態(tài)分析^。Wd(m等在非穩(wěn)態(tài)情況下對(duì)某一加工中心主軸進(jìn)行了模態(tài)分析S。TnmTI)等對(duì)_加工中心進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)?zāi)B(tài)分析，并將其應(yīng)用在其傳動(dòng)系統(tǒng)的調(diào)試中:14。 從以上可以看出針對(duì)加工中心類復(fù)雜的機(jī)械結(jié)構(gòu)，研究者大多以加工中心的某個(gè)關(guān)鍵部件進(jìn)行動(dòng)態(tài)特性研究。有些研究者對(duì)整機(jī)的動(dòng)態(tài)特性進(jìn)行計(jì)算模態(tài)分析或是實(shí)驗(yàn)?zāi)B(tài)分析，但是很少有研究者將計(jì)算和實(shí)驗(yàn)得到的結(jié)果進(jìn)行比較。本文針對(duì)某_CNC加工中心，首先利用計(jì)算模態(tài)分析的方法對(duì)某_加工中心進(jìn)行了整機(jī)計(jì)算模態(tài)分析。然后利用實(shí)驗(yàn)?zāi)B(tài)分析的方法對(duì)加工中心進(jìn)行了整機(jī)模態(tài)測(cè)試。并將計(jì)算模態(tài)分析和實(shí)驗(yàn)?zāi)B(tài)分析結(jié)果進(jìn)行比較，驗(yàn)證了計(jì)算模態(tài)分析結(jié)果的正確性。分析了該加工中心動(dòng)態(tài)特性設(shè)計(jì)中的薄弱環(huán)節(jié)。本文的方法對(duì)加工中心的動(dòng)態(tài)特性設(shè)計(jì)具有一定的指導(dǎo)意義。1加工中心的計(jì)算模態(tài)分析加工中心的振動(dòng)特性主要可以用模態(tài)分析的方法進(jìn)行研究。目前模態(tài)分析的方法主要有計(jì)算模態(tài)分析方法和實(shí)驗(yàn)?zāi)B(tài)分析方法兩種。其中計(jì)算模態(tài)分析方法首先利用三維建模軟件，對(duì)加工中心進(jìn)行實(shí)體建模。然后將模型導(dǎo)入有限元分析軟件，進(jìn)行適當(dāng)?shù)倪吔鐥l件設(shè)置后劃分網(wǎng)格，進(jìn)行計(jì)算。求出加工中心的各階固有頻率、阻尼比和振型。本文研究對(duì)象為_立式的CNC加工中心，其主要由床身，立柱，主軸箱，拖板，工作臺(tái)等部件構(gòu)成，如圖1所示。因加工中心是大型復(fù)雜結(jié)構(gòu)綜合考慮后采用NAS-TRAN有限元分析軟件對(duì)其進(jìn)行分析。因在NAS-TRAN軟件中直接建模較為復(fù)雜，所以采用UG三維建模軟件進(jìn)行建模組裝后導(dǎo)入NASTRANR軟件中進(jìn)行分析。在處理CNC加工中心結(jié)合面時(shí)均采用彈簧阻尼單元法進(jìn)行處理。加工中心的材料主要為鑄鐵，參數(shù)為:泊松比〇. 28,彈性模量1 lOGPa密度為7200kg/m3。在實(shí)體建模時(shí)對(duì)細(xì)小的零部件進(jìn)行省略。進(jìn)行網(wǎng)格劃分后得到具有610023個(gè)單元和1246990個(gè)節(jié)點(diǎn)的有限模型。進(jìn)行求解后得到其前三階模態(tài)的固有頻率，阻尼比與振型。計(jì)算模態(tài)分析的方法，在計(jì)算的過(guò)程中不需要實(shí)體加工中心，在加工中心設(shè)計(jì)之初即可對(duì)加工中心的動(dòng)態(tài)特性進(jìn)行預(yù)估。但是因?yàn)榧庸ぶ行牡慕Y(jié)構(gòu)復(fù)雜，加工中心實(shí)體建模的精度^幾床各部件結(jié)合面的處理，以及邊界條件的預(yù)設(shè)等都會(huì)影響計(jì)算結(jié)果的精度。計(jì)算模態(tài)分析的方法的結(jié)果往往需要實(shí)驗(yàn)來(lái)進(jìn)行驗(yàn)證。海天精工 備注：為保證文章的完整度，本文核心內(nèi)容都PDF格式顯示，如未有顯示請(qǐng)刷新或轉(zhuǎn)換瀏覽器嘗試，手機(jī)瀏覽可能無(wú)法正常使用！結(jié)束語(yǔ)： 本文分別利用計(jì)算模態(tài)分析和實(shí)驗(yàn)?zāi)B(tài)分析的方法對(duì)一加工中心整機(jī)的動(dòng)態(tài)特性進(jìn)行了研究,，主要結(jié)論可歸納如下： (1) 在低頻段（1501 [z以內(nèi)，前三階），計(jì)算模態(tài)分析和實(shí)驗(yàn)?zāi)B(tài)分析結(jié)果基本一致。但在高頻段兩者相差較大，無(wú)可比性。 (2) 發(fā)現(xiàn)該加工中心整機(jī)的前三階模態(tài)分別為立柱的前后擺動(dòng)，左右擺動(dòng)與扭轉(zhuǎn)擺動(dòng)，對(duì)應(yīng)的固有頻率均在150Hz以內(nèi)。(3) 該加工中心的切削激勵(lì)最高頻率為1501 lz,在此頻段內(nèi)加工中心均有可能發(fā)生顫振，其薄弱環(huán)節(jié)為其立柱,，文中的計(jì)算模態(tài)分析方法和實(shí)驗(yàn)?zāi)B(tài)方法可應(yīng)用于加工中心的設(shè)計(jì)開發(fā)過(guò)程中。計(jì)算和實(shí)驗(yàn)得到的結(jié)果對(duì)改進(jìn)加工中心動(dòng)態(tài)特性具有一定的指導(dǎo)意義。海天精工是一家集銷售、應(yīng)用及服務(wù)于一體的公司。產(chǎn)品包括：CNC加工中心、鉆攻中心、龍門加工中心、雕銑機(jī)、石墨機(jī)、五軸加工中心、立式加工中心、臥式加工中心等。我們機(jī)床的生產(chǎn)工廠設(shè)在廣東省寧波市，目前其生產(chǎn)的加工中心70%出口，其中出口到歐洲占到50%。我們盡心、盡力、盡意的服務(wù)！聲明：本站文章均來(lái)自網(wǎng)絡(luò)，所有內(nèi)容不代表本站觀點(diǎn)，本站不承擔(dān)任何法律責(zé)任！