文档介绍：长春理工大学
硕士学位论文
数控机床主轴系统动态特性分析
姓名:谷东伟
申请学位级别:硕士
专业:机械制造及其自动化
指导教师:刘薇娜
20100301
摘要模态分析方法是获得系统结构动态性能的主要方法,本文针对国产某型数控钻铣床的主轴系统首先在理论上建立了动力学模型,采用邢拊7治龇椒ǎ数控机床主轴系统进行了理论模态分析,得到主轴系统的固有频率。然后采用试验模态分析技术的单输入单输出模态分析方法,使用力锤脉冲激励信号,加速度传感器拾振,采用动态测试分析系统进行主轴系统静态下的模态测试,得到该机床主轴系统的前三阶模态频率。通过对国产某型数控钻铣床主轴实时谱测试,分析实验测试的数据,得到该机床主轴系统动态特性参数。从防止机床产生受迫振动、切削颤振角度出发,机床的最佳环节,为数控钻铣类机床主轴系统设计合理化提供了参考。最后本文通过理论分析与模态分析的对比,验证了理论分析的正确性。关键词:主轴系统试验模态分析主振型转速应为痬。论文还分析研究了主轴结构系统影响加工质量的各个薄弱
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金碰指导导师签名:立ダ盆羞堑趋丝坐年—耲三日长春理工大学硕士学位论文原创性声明狸』里年—互月三日长春理工大学学位论文版权使用授权书本人郑重声明:所呈交的硕士学位论文《数控机床主轴系统动态特性分析》是本容外,本论文不包含任何其他个人或集体己经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体,均己在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明作者签名:本学位论文作者及指导教师完全了解“长春理工大学硕士、博士学位论文版权使用规定獬ご豪砉ご笱ПA舨⑾蛑泄蒲畔⒀芯克⒅泄判悴┧妒垦宦畚全文数据库和系列数据库及其它国家有关部门或机构送交学位论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅。本人授权长春理工大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,也可采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇狸┠昴耲上日人在指导教师的指导下,独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内的法律结果由本人承担。编学位论文。
第一章绪论昂一早珀比课题研究的背景及意义一个国家的综合实力主要体现在制造业上,所有的发达的制造业。而装备制造业主要为的高低决定了一个国家加工中心作为装备制造业中的重要工具和设备,其加工性能的高低将直接影响被加工零件的精度,然而加工中心的工作性能与动态性能密切相关。要想得到高速的切削,需要很多方面的配合,对于数控机床则要求有较高质量的切削液,良好的主轴动态性能,切削刀具、适应性较强的疌系统、良好的加工工艺和系统。而作为加工主体的加工中心更是决定此系统工程中被加工零件质量的重要环节。往往机床极微弱的振动都有可能破坏精密或超精密加工。因此,我们必须提高机床的精度和总体来看,我与发达国家相比还有较大的差距,我们还没有掌握数控机床的核心技术,在设计上缺少创新,尤其在超精密加工机床和超高速切削机床在设计过程中能够解决一些问题,在设计过程中应采用动态特性设计来取代静态设计,这也是机床设计发展的主要方向。现代制造业,除了要求机床具有经济性能好、重量轻、方便的操作和良好的工艺性等性能外,还必须具有较高的加工性能和加工效率,我们的最终目标是保证加工中心在满足其功能前提要求的条件下具有较高的动刚度,使其运转平稳、可靠。一台机床具有较好的动态性能就是要在总体上把握机床结构的固有频率、振型和阻尼比。为达到上述的具体要求我们要求机床能有效的避开共振,避开率应在%.%,减小机床在加工过程中的振动幅值,使机床系统结构的各阶模态刚度达到最大值且保持一致,尽量使机床的各阶模态阻尼比达到最高。这样可以提高机床整体结构产生疲劳破坏,提高机床的振动稳定性【。由于机床所使用的环境使机床的振动和噪声影响等问题越来越严重。这些因素要求机床系统具有更好的动态特性。机床振动是研究机床动态性能的主要内容,为了提高机床的动态特性,我们需要根据机床在加工过程中产生的各种振动采碚穸髦嵝U穸盎膊考喽运动产生的振动等治龌膊髦终穸脑颍芯空穸匦裕莆照穸媛伞从而找出能够防止各种振动的措施,避免加工中能够避免的振动,对于不能避免的机械振动,我们尽量控制其振动大小,或是对振动采取相应的方法,使其有利于加工。这是机床系统动力学的一个主要研究方向。现代数控机床日益朝着高速、高性能方向发展,高速加工可以降低切削力、改善表面粗糙度,成为提高生产效率、提高加工质量的有效措施。由于高速主轴具有生产制造业的国际竞争力,因此提高我具有重大意义。动态性能。床等领域,竞争力还远远不够强大。由于机床向高速,高精度方向发展,这就要求机
主轴性能研究概况上的高精度、高柔性、高效率、高速