机械工程学报
機械工程學報
궤계공정학보
CHINESE JOURNAL OF MECHANICAL ENGINEERING
2014年
15期
89-96
,共8页
王磊%刘海涛%杨啸%张俊%赵万华
王磊%劉海濤%楊嘯%張俊%趙萬華
왕뢰%류해도%양소%장준%조만화
轴间耦合%多轴联动机床%变动态特性%位置维
軸間耦閤%多軸聯動機床%變動態特性%位置維
축간우합%다축련동궤상%변동태특성%위치유
axis coupling effects%multi-axis machine tool%variation of the dynamic characteristics%position-dependent
多轴联动机床刀尖点在空间运动过程中由于机床结构构形改变和轴间耦合作用,会造成动结合部刚度的非线性变化,进而改变系统惯性矩阵、刚度矩阵元素的量值,从而导致系统动态特性的改变.以一台典型的三轴联动龙门机床为研究对象,采用集中参数法建立轴间耦合下三轴联动机床系统的动力学模型,并推导系统的动力学方程,其系数矩阵是系统运动状态的函数.利用所建模型,对系统频率和频率响应函数相对于位置参数的变化进行分析.仿真和试验结果表明:轴间耦合作用对多轴联动机床的动态特性影响较大,系统的固有频率及对应幅值与刀尖点在x轴、y轴、z轴运动位置的变化有很大关系,极端位置的固有频率相差10％左右,响应的幅值变化量可达2倍左右.
多軸聯動機床刀尖點在空間運動過程中由于機床結構構形改變和軸間耦閤作用,會造成動結閤部剛度的非線性變化,進而改變繫統慣性矩陣、剛度矩陣元素的量值,從而導緻繫統動態特性的改變.以一檯典型的三軸聯動龍門機床為研究對象,採用集中參數法建立軸間耦閤下三軸聯動機床繫統的動力學模型,併推導繫統的動力學方程,其繫數矩陣是繫統運動狀態的函數.利用所建模型,對繫統頻率和頻率響應函數相對于位置參數的變化進行分析.倣真和試驗結果錶明:軸間耦閤作用對多軸聯動機床的動態特性影響較大,繫統的固有頻率及對應幅值與刀尖點在x軸、y軸、z軸運動位置的變化有很大關繫,極耑位置的固有頻率相差10％左右,響應的幅值變化量可達2倍左右.
다축련동궤상도첨점재공간운동과정중유우궤상결구구형개변화축간우합작용,회조성동결합부강도적비선성변화,진이개변계통관성구진、강도구진원소적량치,종이도치계통동태특성적개변.이일태전형적삼축련동룡문궤상위연구대상,채용집중삼수법건립축간우합하삼축련동궤상계통적동역학모형,병추도계통적동역학방정,기계수구진시계통운동상태적함수.이용소건모형,대계통빈솔화빈솔향응함수상대우위치삼수적변화진행분석.방진화시험결과표명:축간우합작용대다축련동궤상적동태특성영향교대,계통적고유빈솔급대응폭치여도첨점재x축、y축、z축운동위치적변화유흔대관계,겁단위치적고유빈솔상차10％좌우,향응적폭치변화량가체2배좌우.
