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高速雕铣机主轴系统动态特性分析

时间：2012-09-27 阅读：2285

　　动态特性分析是结构系统动力学领域里的一个重要研究方面。机床动力学特性是影响高速高精度机床性能的重要因素，直接影响机床的zui后加工性能，因此，机床结构动态特性是机床评定的zui重要性能指标。结构动态特性分析要求对结构系统进行较为准确的数学描述，目前主要利用有限元方法技术来建立理论计算模型。有限元方法将连续系统离散为一个节点上互相关联的离散结构。当前优化并改进现有机床结构、设计开发机床新产品主要采用有限元方法，这样不但减少了传统设计中的样机试制过程，同时降低了产品开发成本，缩短了产品开发周期。本文首先总结了国内外结构动态特性的研究成果，然后以结构比较复杂的某型高速雕铣机为研究对象，基于结构弹性力学和模态分析理论，从分析电主轴系统的组成和工作特点入手，应用有限元方法系统地研究分析了电主轴系统在不同工况下的动、静态特性。本文在综合考虑提高计算精度和降低计算规模这两个建模的根本问题的前提下，利用ANSYS软件建立了合理的电主轴系统有限元计算模型。初步研究了组合结构接合面的接触处理方法，合理确定了电主轴系统有限元模型边界条件。作者分析了系统的固有频率和振型，并通过试验模态分析对比分析了实测结果与理论计算值，表明本文采用的研究方法恰当，建立的理论计算模型正确。在模态分析的基础上对电主轴系统进行了谐响应分析和瞬态分析，以考察系统的动稳定性，验证电主轴系统的强度和刚度是否满足高速加工的要求，并在一定程度上分析了电主轴系统的加工精度。
　　
　　一般认为雕铣机是使用小刀具、大功率和高速主轴电机的数控铣床。国外并没有雕铣机的概念，加工模具他们是以加工中心（电脑锣）铣削为主的，但加工中心有它的不足，特别是在用小刀具加工小型模具时会显得力不从心，并且成本很高。国内开始的时候只有数控雕刻机的概念，雕刻机的优势在雕，如果加工材料硬度比较大也会显得力不从心。雕铣机的出现可以说*李两者之间的空白。雕铣机既可以雕刻，也可铣削，是一种高精的数控机床。雕铣机这个概念zui先是由佳铁提出并且实现的。

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