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《大连理工大学》 2010年
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精密卧式加工中心的动态特性分析

宋鲁涛  
【摘要】: 随着世界经济的发展和技术的进步,高档数控加工中心已成为装备制造业的主要工具,对其加工精度的要求也越来越高,不仅要求加工中心具有良好的静态特性,而且要具有良好的动态特性。本文依托“高档数控机床与基础制造装备”科技重大专项——精密立/卧式加工中心产品研发子课题,从降低机床振动、提高稳定性的方向着手,通过理论建模与测试分析相结合的方法,研究精密卧式数控加工中心的动态特性。本文具体的研究工作如下: (1)将MDH50卧式加工中心五大关键部件床身、立柱、主轴箱、滑台和工作台的实体模型导入ANSYS,完成有限元网格的划分并进行模态分析;测试导轨滑块结合面的法向刚度,法向阻尼,横向刚度,横向阻尼,并采用弹簧——阻尼单元模拟结合面的特征参数对整机动态特性的影响;对MDH50卧式加工中心整机的有限元模型进行模态分析和简谐响应分析,并初步讨论了各部件对加工精度的影响。 (2)将MDH50卧式加工中心整机的实体模型导入ADAMS,并建立各部件的约束,构建多刚体动力学模型;分别将床身、立柱、主轴箱、滑台和工作台进行柔性化处理,替换整机中对应的刚体模型,构建柔性多体动力学模型,并添加载荷和约束进行运动学仿真分析,讨论了各部件对加工精度的影响;以立柱柔性化后的整机模型作为研究对象,关闭立柱的前2阶模态进行运动学仿真,研究了立柱低阶模态对加工精度的影响。 (3)搭建动刚度测试系统,根据MDH50卧式加工中心各关键部件的受力特点及动刚度测试理论,布置测点测取床身、立柱、主轴和主轴箱组件、滑台和工作台的传递动刚度,主轴切削部位的点动刚度及整机相对动刚度;对比各部件的传递动刚度,并与有限元分析结果进行比较,研究了各传递动刚度对加工精度的影响,提出改进建议;对比整机相对动刚度和有限元分析结果,验证了有限元模型的准确性。
【学位授予单位】:大连理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:TG659

【参考文献】
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