基于相似理論的重型機(jī)床典型結(jié)合面的特性研究.pdf

1、重型機(jī)床作為制造業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈中的基礎(chǔ)裝備，其自身的工作性能和加工精度將影響整個(gè)產(chǎn)業(yè)的生產(chǎn)水平。在重型數(shù)控機(jī)床設(shè)計(jì)過(guò)程中，其結(jié)合部靜、動(dòng)態(tài)特性直接決定和影響著整機(jī)的剛度、阻尼、加工精度和工作效率，因此結(jié)合部特性的研究對(duì)機(jī)床設(shè)計(jì)成功與否就顯得極為重要。本文主要研究重型機(jī)床導(dǎo)軌結(jié)合部的動(dòng)靜態(tài)特性參數(shù)，并根據(jù)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證提出一種較為實(shí)用的重型機(jī)床結(jié)合面分析方法。
　　首先介紹了結(jié)合面動(dòng)靜態(tài)特性參數(shù)的分析研究方法的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀。目前學(xué)者對(duì)結(jié)合面的

2、研究多數(shù)為解析研究，從結(jié)合面宏觀特性和微觀特性出發(fā)建立了不同的數(shù)學(xué)模型，本文基于這些成熟的理論模型并結(jié)合具體的試件與機(jī)床結(jié)構(gòu)分別給出了小型試驗(yàn)導(dǎo)軌結(jié)合面和重型機(jī)床結(jié)合面的微觀接觸剛度計(jì)算公式。在結(jié)合面動(dòng)態(tài)參數(shù)分析方面，文中介紹了結(jié)合面的振動(dòng)阻尼和主要?jiǎng)恿W(xué)參數(shù)，并介紹了結(jié)合面動(dòng)力學(xué)參數(shù)的解析和試驗(yàn)獲取方法。
　　其次，文中基于相似理論提出以小型直線導(dǎo)軌為縮尺模型，研究小型導(dǎo)軌結(jié)合面的動(dòng)靜態(tài)特性并將結(jié)論擴(kuò)展至重型機(jī)床結(jié)合面上。文中從

3、幾何相似和動(dòng)力學(xué)相似兩方面對(duì)小型直線導(dǎo)軌與重型機(jī)床導(dǎo)軌結(jié)合面進(jìn)行對(duì)比分析，經(jīng)過(guò)相似理論的驗(yàn)證，小型直線導(dǎo)軌結(jié)合面與重型機(jī)床導(dǎo)軌結(jié)合面具有相似性。針對(duì)小型直線導(dǎo)軌，文中采用試驗(yàn)方法獲取了其結(jié)合面的靜剛度與前五階固有頻率和對(duì)應(yīng)的阻尼比，其中試驗(yàn)獲得的靜剛度將作為有限元分析中的重要輸入?yún)?shù)，這將使分析模型的物理參數(shù)更加接近實(shí)際組件的參數(shù)。
　　文中對(duì)小型試驗(yàn)導(dǎo)軌動(dòng)態(tài)性能進(jìn)行分析時(shí)引入了彈簧阻尼單元對(duì)結(jié)合面特性進(jìn)行模擬，從而更有效的模擬結(jié)