多軸加工系統(tǒng)綜合頻響特性測試與分析.pdf

1、多軸加工系統(tǒng)的綜合動態(tài)特性對加工過程、工件的表面質量、機床和刀具的壽命等都有著至關重要的作用。加工系統(tǒng)由機床本體、各運動軸、主軸、刀柄、刀具、工件等構成,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)的動態(tài)特性常用頻響函數(shù)來描述。刀具子系統(tǒng)和工件子系統(tǒng)的動態(tài)特性對整個加工系統(tǒng)的動態(tài)特性有著影響,整體加工系統(tǒng)的動態(tài)特性由刀具子系統(tǒng)和工件子系統(tǒng)的動態(tài)特性共同決定。
　　本文主要從以下幾個方面進行了研究。首先,推導了加工系統(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)的關系。其次,建立了刀具子系統(tǒng)動力學模型,采用實驗和有限元仿真相結合的響應耦合方法預測刀尖點頻響函數(shù),以均勻分布的彈簧、阻尼模擬刀具-刀柄結合部之間的柔性聯(lián)接,用實驗和仿真相結合的方法辨識刀具-刀柄結合部的剛度和阻尼系數(shù),可預測不同刀具刀柄組合以及不同刀具姿態(tài)時的刀尖點頻響函數(shù),并通過實驗驗證了刀具子系統(tǒng)動力學模型的可行性。然后,建立了工件子系統(tǒng)動力學模型,考慮了工件夾持支撐等因素對工件子系統(tǒng)動態(tài)特性的

3、影響,通過建立完整的工件有限元模型來預測工件上不同位置的頻響函數(shù),并通過實驗驗證了工件子系統(tǒng)動力學模型的準確性。最后,利用建立的加工系統(tǒng)動力學模型分析了刀具長度變化、刀具直徑變化、刀具姿態(tài)變化等因素對刀尖點頻響函數(shù)的影響,預測了工件子系統(tǒng)中工件各方向不同位置的頻響函數(shù)變化。
　　本文對多軸加工系統(tǒng)的動態(tài)特性進行了研究,通過對刀具子系統(tǒng)和工件子系統(tǒng)進行動力學建模,使用實驗和有限元相結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)