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机床动态特性是影响机床切削稳定性的重要因素,本文利用有限元分析软件对方钻杆专用数控机床床身和加工工件进行了动态特性分析,对刀具切削进行了激振特性分析。
对机床床身进行了优化设计,经分析优化后床身的固有频率和刚度明显提高。对工件分析结果表明工件加工时刚度过低,对稳定切削极为不利,故本机床采取双液压跟刀架对工件进行夹紧的措施,此措施可使工件加工时的刚度大幅提高。根据刀具的结构和运动参数计算得到了切削时对工件产生的激振力频率,发现切削时激振力最小频率与机床床身及加工工件的第四阶固有频率相近,即接近系统的共振区域。为了有效避开切削过程可能产生的共振,提高切削稳定性,采用错齿切削方式代替原来的对称切削方式,此方式可提高刀具切削时的激振力频率,最大可提高两倍,这在很大程度上降低了切削时产生共振的概率,从而有效地保证了高速、高效、高稳定性切削的顺利进行。