多軸加工系統(tǒng)綜合頻響特性測(cè)試與分析.pdf

1、多軸加工系統(tǒng)的綜合動(dòng)態(tài)特性對(duì)加工過(guò)程、工件的表面質(zhì)量、機(jī)床和刀具的壽命等都有著至關(guān)重要的作用。加工系統(tǒng)由機(jī)床本體、各運(yùn)動(dòng)軸、主軸、刀柄、刀具、工件等構(gòu)成,可以分為刀具子系統(tǒng)和工件子系統(tǒng)兩大部分,加工系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性常用頻響函數(shù)來(lái)描述。刀具子系統(tǒng)和工件子系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性對(duì)整個(gè)加工系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性有著影響,整體加工系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性由刀具子系統(tǒng)和工件子系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性共同決定。
　　本文主要從以下幾個(gè)方面進(jìn)行了研究。首先,推導(dǎo)了加工系統(tǒng)綜合頻響特

2、性與刀具子系統(tǒng)和工件子系統(tǒng)頻響函數(shù)的關(guān)系。其次,建立了刀具子系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型,采用實(shí)驗(yàn)和有限元仿真相結(jié)合的響應(yīng)耦合方法預(yù)測(cè)刀尖點(diǎn)頻響函數(shù),以均勻分布的彈簧、阻尼模擬刀具-刀柄結(jié)合部之間的柔性聯(lián)接,用實(shí)驗(yàn)和仿真相結(jié)合的方法辨識(shí)刀具-刀柄結(jié)合部的剛度和阻尼系數(shù),可預(yù)測(cè)不同刀具刀柄組合以及不同刀具姿態(tài)時(shí)的刀尖點(diǎn)頻響函數(shù),并通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了刀具子系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型的可行性。然后,建立了工件子系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型,考慮了工件夾持支撐等因素對(duì)工件子系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性的

3、影響,通過(guò)建立完整的工件有限元模型來(lái)預(yù)測(cè)工件上不同位置的頻響函數(shù),并通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了工件子系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型的準(zhǔn)確性。最后,利用建立的加工系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型分析了刀具長(zhǎng)度變化、刀具直徑變化、刀具姿態(tài)變化等因素對(duì)刀尖點(diǎn)頻響函數(shù)的影響,預(yù)測(cè)了工件子系統(tǒng)中工件各方向不同位置的頻響函數(shù)變化。
　　本文對(duì)多軸加工系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性進(jìn)行了研究,通過(guò)對(duì)刀具子系統(tǒng)和工件子系統(tǒng)進(jìn)行動(dòng)力學(xué)建模,使用實(shí)驗(yàn)和有限元相結(jié)合的方法得到加工系統(tǒng)的綜合頻響函數(shù),為加工參數(shù)的優(yōu)