整体立铣刀动力学模型的最优等效方法

为快速求解整体立铣刀在自由状态下的动力学特性,将其分成刀杆和刀齿2部分,分别求解其频响特性并耦合得到整体响应.对刀齿横截面采用了等面积、等惯性矩和等平均惯性矩3种原则等效处理,对比后发现等平均惯性矩法误差最小.在此基础上提出以铣刀的刀齿占总长的比例、刀齿螺旋角和刀具长径比等3参数为影响因素,对等平均惯性矩法得到的等效直径进行修正.通过三因素和四水平的正交试验分析了不同结构参数组合下的修正系数值,极差分析和方差分析的结果均表明刀齿占总长的比例和刀齿螺旋角是影响等效直径值的主要因素,通过回归分析方法建立了实际刀具等效直径的修正模型.以实际的3把铣刀为验证对象,分别以等质量法、等面积法、等惯性矩法、等平均惯性矩法以及所提的修正模型来预测铣刀的频响和固有频率,通过对比发现所建立的等效方法精度最好.     

高速机床主轴部件有限元分析

在对主轴部件分析模型进行研究的基础上,采用弹簧阻尼单元模拟轴承支承的方法,建立了主轴部件动力学分析有限元模型.分别建立了采用两组和三组弹簧阻尼单元,且弹簧阻尼单元沿圆周方向以不同角度布置的机床主轴有限元模型,分析了不同支承情况及弹簧阻尼不同布置角度对主轴模态分析的影响.在对比分析的基础上,确定了合理的分析模型.以沈阳第一机床厂研制和开发的CHH6125高速数控机床主轴为对象,对主轴部件进行有限元模态分析和谐响应分析,并将其和机床试验的结果进行对比,验证了有限元分析模型的正确性.     

考虑直线导轨影响的数控机床动态性能分析

为了提高机床产品设计的成功率,需要在产品设计完成后,物理样机制造出来之前对其进行分析和评价.直线滚动导轨是数控机床常用的重要部件,因此对采用滚动导轨的数控机床的动态性能进行分析,研究对数控机床性能的影响具有非常重要的意义.以某机床厂生产的CKS6125数控机床为研究对象,提出了机床导轨结合部特性仿真分析的有限元方法,研究了导轨支承部分弹簧阻尼单元的布置,建立了CKS6125机床进给系统有限元模型,对机床的动态性能进行分析和确认.最后采用试验的方法对有限元分析模型进行必要的验证.     

3-PRS型并联机床的配重平衡法

针对3-PRS型并联机床由于运动部件质量较大,要3个驱动电机输出较大的驱动力来克服运动部件的自重,需要动态平衡的问题,提出利用配重法,通过在三条支链上配置滑轮平衡机构,在动静平台之间配置平行机构来实现空间平衡.通过理论推导和实例计算得出:在每条支链上添加的两个配重的质量分别为31.09 kg和57.69 kg,平衡动平台所需的配重质量为157.36 kg.经仿真验证表明,平衡后驱动杆的最大输出力约为10 N,远远小于平衡前的驱动输出力1 100 N,平衡效果很好.