xk2120型数控机床的动力学仿真研究

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本课题来源于导师正在做的沈阳市科学技术计划应用基础项目。项目的名称为提高数控机床动刚度、抑制机床颤振的新技术研究:目前我国数控机床的产量和消费量都已经居于世界前列,但国产机床主要是中低档产品,我国消费的中高档数控机床的70%以上都依赖于进口。国产机床与国际先进产品的主要差距就是精度低、效率低。机床颤振是造成数控机床加工精度低的主要原因之一,提高机床动刚度是提高机床抗振能力的基本途径。数控机床在作业空间中处于不同位姿时,其动刚度是不同的,改变机床关节的阻尼可以改变机床的动刚度和抗振能力。利用可控阻尼器,控制机床关节的阻尼和刚度,可以预报机床的颤振并抑制机床颤振的发生,从而提高机床的加工精度。本论文中主要做了以下工作:(1)以xk2120数控铣床为对象,把SolidWorks中机床模型导入到ADAMS中;(2)在导入的几何模型上添加颜色、质量、各种约束及驱动;(3)按动态子结构方法把机床分为12大部分,确定了各子结构界面间的动力学参数,各子结构部分结合面之间以弹簧阻尼器连接,建立xk2120铣床的等效动力学模型;(4)在ADAMS/Vibration模块对机床进行振动测试,得到了主轴和工作台之间振动的幅频特性关系和xk2120机床整机系统的模态及其各阶模态的特征值;(5)确定了xk2120机床关节处的阻尼值的大致数级范围。经过分析,得到xk2120机床的加工精度不是很高,而且加工过程中有可能存在不稳定现象。为了能够得到xk2120机床关节处更确切的阻尼的变化范围及阻尼对特性的更具体的影响,还需要更多的理论研究和数据积累。
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