龙门天车式CNC雕铣机的动态特性


汽车覆盖件消失模泡沫模样的加工设备目前普遍使用金属加工数控设备,其设备使用效能低,设备价格高,不利于企业的发展。而使用汽车覆盖件消失模专用龙门式数控铣床后,  其加工性价比将得到大幅度的提高。
由于机床是一个多自由度的振动系统[1], 因而就有多个固有振型,并有其相应的频率。 因此,有必要对该机床的整机进行动态分析,     得到其相应的振型和频率,从中了解到机床的薄弱部位,为设计提供参考。
1    理论基础
模态分析是将线性定常系统振动微分方程组中的物理坐标变换为模态坐标,使方程组解耦,成为一组以模态坐标及模态参数描述的独立方程, 以便求出系统的模态参数。 在模态分析时,只考虑固有频率、振型等参数有关的量,而施加在模型上的力、压力、加速度等荷载将被忽略。
模态分析中多自由度系统[2]是指包括其自由度数多于一个、但又不属于连续弹性体的所有系统,实际机械或结构的振动问题,   大多数都需要简化为具有多个自由度的动力学模型。因此,处理多自由度系统问题的理论和方法,在动力学分析中占有重要的地位。
多自由度系统的运动需要多个微分方程来描述,
其所需要的方程的数目应等于系统自由度的数目。 如果系统的自由度数较多, 特别是当系统具有阻尼并受到复杂激振的作用时, 按一般求解微分方程组的方法求解是相当困难的。在实际工程中,目前广泛应用模态分析方法来求解系统的固有频率和主振型。因此,本文以模态分析为中心, 介绍处理多自由度系统问题的基本理论和方法。


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结束语
该机床在进行切削时的工艺参数为主轴转速8000 r/min,铣刀齿数为 4 齿,而机床的激振频率为:
f=nz/60    (5)
式中:f  为激振频率;n  为刀盘转速;z  为刀齿数。
通过计算,得出机床激振频率 f=533 Hz。从表 1 固有频率计算结果看,      激振频率均远大于最能反映机床刚度的前 12  阶固有频率,可见该机床无共振现象。 另外,从图4~图 8 的振型看,立柱、横梁、纵梁、丝杠等处位移较大, 是比较薄弱的环节,      应在设计时加强其局部刚性和增大相应位置的阻尼比,如增加加强筋提高刚度,在混凝土内空部位塞入石棉或填充型砂以增加阻尼比等。


标签: 雕铣机  
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