超高速凸輪軸磨床整機(jī)動(dòng)態(tài)特性與動(dòng)剛度研究.pdf

1、隨著“中國制造2025”的逐步推進(jìn)，制造業(yè)將迎來新一輪的飛速發(fā)展。機(jī)床裝備作為機(jī)械制造行業(yè)不可或缺的工作母機(jī)，它是各種裝備制造、零件生產(chǎn)的重要基礎(chǔ)和前提。開發(fā)一批高精、高速、高效、柔性的數(shù)控機(jī)床與基礎(chǔ)制造裝備，加快高檔數(shù)控機(jī)床裝備的研發(fā)，是實(shí)現(xiàn)我國從制造大國到制造強(qiáng)國的必由之路。
　　凸輪軸是汽車、內(nèi)燃機(jī)、國防等眾多行業(yè)所需的重要零部件，高質(zhì)高精的凸輪軸是由精度穩(wěn)定、性能卓越、效率高超的數(shù)控凸輪軸磨床保證。高速凸輪軸磨床在實(shí)際加工

2、過程中產(chǎn)生的振動(dòng)直接決定了其加工質(zhì)量。因此高速凸輪軸磨床一方面要具備很高的靜剛度，另一方面還必須擁有足夠的動(dòng)剛度。要實(shí)現(xiàn)凸輪軸的高速、高效、高精加工，就必須對機(jī)床整體及關(guān)鍵部件進(jìn)行動(dòng)力學(xué)分析。
　　本文主要以凸輪軸磨床整機(jī)動(dòng)剛度為研究目標(biāo)，依次從機(jī)床重要零部件的動(dòng)剛度測試、機(jī)床整體動(dòng)剛度求解、整機(jī)動(dòng)剛度驗(yàn)證三個(gè)層次對CNC8325B型數(shù)控凸輪軸磨床進(jìn)行了動(dòng)剛度分析。
　　論文首先對機(jī)床動(dòng)態(tài)特性研究的基本內(nèi)容、概念及意義進(jìn)行探

3、討，闡述了機(jī)床動(dòng)態(tài)測試的原理，并對整機(jī)動(dòng)剛度的研究內(nèi)容進(jìn)行概述，提出了整機(jī)動(dòng)剛度的計(jì)算公式。以CNC8325B型超高速數(shù)控凸輪軸磨床為研究對象，對其部件及整機(jī)展開動(dòng)剛度研究。采用頻響函數(shù)分析方法分別對機(jī)床床身、砂輪主軸、工件主軸、工件導(dǎo)軌、砂輪架箱體、砂輪架上下墊板、頭架、尾架等九大部件進(jìn)行動(dòng)剛度試驗(yàn)，獲得各個(gè)部件的動(dòng)剛度圖譜，固有頻率和阻尼比，分析了影響機(jī)床動(dòng)剛度的薄弱部件以及各部件剛度薄弱點(diǎn)的共振頻率和機(jī)床臨界轉(zhuǎn)速。并在此基礎(chǔ)上，獲

4、得了整機(jī)三個(gè)方向的動(dòng)剛度。
　　論文對CNC8325B型超高速數(shù)控凸輪軸磨床的整機(jī)動(dòng)剛度進(jìn)行驗(yàn)證，根據(jù)凸輪軸磨床整機(jī)動(dòng)剛度最終反應(yīng)在直接影響加工質(zhì)量的工件主軸上，實(shí)時(shí)測量工件主軸在加工過程中所受的磨削力和主軸位移，計(jì)算出實(shí)際加工過程中機(jī)床的動(dòng)剛度，并用實(shí)際加工過程中測得的機(jī)床整機(jī)動(dòng)剛度對錘擊法得到的整機(jī)動(dòng)剛度進(jìn)行了驗(yàn)證。兩種動(dòng)剛度測試方法對于機(jī)床的動(dòng)剛度測試均具有可行性，為機(jī)床的動(dòng)剛度測試提供了新的思路，為機(jī)床產(chǎn)品設(shè)計(jì)提供了實(shí)際的