1张广鹏。黄玉美等。机床运动功能方案的创成式设计方法。组合机床与自动化加工技米199922冯辛安,黄玉美。机械制造装备设计。北京机械工业出版社,第乍者高峰,西安理工大学机仪学院,邮编编辑赵宏林收修改稿日期200,521术参数江苏省九重大工业攻关项目议980062.
床身前壁开有大窗口,内部筋板纵横相间,并有多条加强小筋板,底部为封闭形式,床身外壁厚18筋板厚14.
3有限元棋型13第阶振型床身采用体单儿。建模13.第。阶振动频率为289.5出,为相对位移量较大的扭转振动。
这反映出原床身在磨削力激励下容易产生大幅扭振,使磨削面产生振纹,导致磨削精度的下降。
造成抗扭刚度不足的主要原因为床身内部筋板布置不合理床身正面开有大窗口而使纵横筋板断开所致。针对上述分析,在考虑床身外型尺寸不变的前提下,对床身内部筋板结构和布局作相应的修改,提出了个改进方案木文将分析床身内部筋板数目和布局计提供必,的依椐,2.2改进模型由于床身基本功能的要求其外型尺寸基本上是确定的,所以内部筋板布4是调节床身动力学特性的较好着眼点。
改进型床身底部采用非封闭结构,夕壁厚16,内部筋板12.为职床导轨具打较的静刚度,改进型床身内部支撑导轨的横向垂直筋板不变,平导轨的间距不变,其它两个方向的筋板布局改进型床身内部有条水平筋板和条纵向垂直筋板。
改进3型床身内部有条水平筋板和条纵向垂筋板。
改进型床身内部有条水平筋板和条纵向垂直筋板。
改进3型床身内部有条水平筋板和条纵向垂直筋板与改进1型的区别在于条水平筋板的位置不同。
3动态分析及结果对于高精度磨床,机床结构的动态特性是影响机床性能的关键因素之。考虑到机床的工作频带,床身的前几阶模态特性有重要作用。*典型的是考虑第阶模态频率及其对应的振型。
床身的振动特性比较振型导轨振动模态相对位移量平均值原床身扭转改进1型扭转改进1型扭转改进0型扭转改进4型扭转为同归化标准下的机床床身平型导轨相对振动位移量对床身限元模型进厅模态分析,结果如附所。从中可看出,改进型第阶扭转振型的固有频率比原床身均有很大提高,根据叫=灸2式中1为固有频率,灸1分别为对应的模态刚度和质量可知,改进型床身的抗扭刚度有了显著提高,达到了对床身改迸设计的的之。
可,床身的水平筋板能明显提高床身的抗扭刚度。改进;1型内部有条水平筋板和纵向垂直筋板,改进,型内部有两条水平筋板和纵向垂直筋板,其动刚度都很高,但导轨振动模态相对位移量却很大。改进4型的动刚度小于改进。型,但导轨振动模态相对位移量小。这说明以板块结构为主的床身的动态特性受各板块振型的综合影响,不能只凭动刚度的大小作为评定指标。
改进1型比较于改进;型,多纵向垂直筋板,但反使抗扭刚度下降。改进型和改进1型仅有。条水平筋板的位置不同,却造成其动态特性有较大的差异。
由此可,片面,加筋板并不定能提高床身的动刚以。它是兑体结构纟;爿合作的结果,由于床身导轨振动模态相对位移量的大小是影响磨床加工精度的主要因素,所以要以床身导轨的振动模态相对位移量的大小为设计参考的主要依据,同时兼顾机床动刚度和振型等特性指标。通过上述分析和比较,改进型的导轨振动模态相对位移量*小,且导轨动刚度较高。所以,经综合比较后应选用改进1型这别方餐,1汤文成等。加工中心床身结构设计。机械强度,1998,2012易红等。机床大件结构的拓扑优化设计。东南大学学报,1996 3徐燕申主编。机械动态设计。北京机械工业出版社,199,5第作者陈新,南京市牌楼2号,东南大学机械系博士生信箱,邮编210096编辑赵宏林收修改稿日期20000519


