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本文基于有限元思想,利用有限元分析软件ANSYS,建立了JT400高速数控雕铣机的横梁、滑板系统和工作台系统的有限元模型。对横梁进行了静力分析,分析与检验横梁静力变形对加工精度的影响;同时对滑板系统和工作台系统进行模态分析,得到了前10阶固有频率及模态振型。
利用脉冲锤对JT400高速数控雕铣机的工作台和垂直滑板进行激振实验,验证了工作台系统和滑板系统在X、Y和Z三个方向的固有频率;然后采用电动式激振器,对雕铣机进行稳态正弦扫描激励,识别出雕铣机的主要固有频率。
同时,针对高速数控雕铣机的特点,介绍了交流伺服电机的主要指标和验算方法。对高速数控雕铣机进行了验算,结果表明:在三个移动方向上,现有的伺服电机无论在加工还是在加速时转矩都能满足要求;雕铣机在X和Y方向不满足惯量匹配要求,可能导致被加工工件表面质量下降,需要改进,并根据分析结果给出了改进措施。
通过有限元分析结果和实验结果的比较,两者具有较好的吻合性,从而验证了有限元模型的正确性,取得令人满意的结果,为工厂企业未来的机床结构设计的改进指引了方向,也为进一步的研究分析奠定了基础。