多軸數(shù)控機(jī)床刀具端動(dòng)態(tài)特性測(cè)試評(píng)估及其軟件開(kāi)發(fā).pdf

1、機(jī)床的動(dòng)態(tài)特性影響其加工穩(wěn)定性，從而影響加工效率、工件質(zhì)量、刀具壽命等關(guān)鍵指標(biāo)，通過(guò)穩(wěn)定性葉瓣圖來(lái)獲知機(jī)床的加工穩(wěn)定性，其必要前提是得到機(jī)床刀具端的頻響函數(shù)。
　　為避免重復(fù)實(shí)驗(yàn)，采用三分量響應(yīng)耦合子結(jié)構(gòu)分析法，建立機(jī)床刀具端頻響函數(shù)的預(yù)測(cè)模型，將機(jī)床系統(tǒng)劃分為主軸-刀柄上段子結(jié)構(gòu)、刀柄下段子結(jié)構(gòu)和刀具子結(jié)構(gòu)，通過(guò)耦合各子結(jié)構(gòu)頻響函數(shù)獲得整體頻響函數(shù)。采用復(fù)剛度矩陣方法辨識(shí)柔性結(jié)合部，用一個(gè)2×2的對(duì)稱復(fù)剛度矩陣代表柔性結(jié)合部，通

2、過(guò)逆響應(yīng)耦合法求解矩陣中三個(gè)未知矩陣元素，可預(yù)測(cè)不同刀具刀柄組合的刀尖點(diǎn)頻響函數(shù)。對(duì)比復(fù)剛度矩陣計(jì)算方法和遺傳算法辨識(shí)刀柄刀具之間柔性結(jié)合部頻響特性的效率和精度，結(jié)果顯示復(fù)剛度矩陣計(jì)算方法模型更精確，計(jì)算效率更高，而對(duì)實(shí)驗(yàn)誤差較敏感。
　　選取靜剛度、固有頻率、最小動(dòng)剛度、界寬、過(guò)柔度等5個(gè)動(dòng)態(tài)特性評(píng)價(jià)參數(shù)，給出通過(guò)頻響函數(shù)來(lái)計(jì)算這些評(píng)價(jià)參數(shù)的計(jì)算過(guò)程。基于以上理論，整合MATLAB的計(jì)算工作和ANSYS的仿真工作，開(kāi)發(fā)相應(yīng)的機(jī)床

3、動(dòng)態(tài)特性預(yù)測(cè)與評(píng)估軟件。按照樹(shù)狀節(jié)點(diǎn)管理結(jié)構(gòu)搭建了軟件的整體框架，將RCSA方法和評(píng)價(jià)參數(shù)提取方法的應(yīng)用簡(jiǎn)化為軟件中的指定輸入和輸出的操作，輸入所需的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和刀柄模型，輸出預(yù)測(cè)的頻響函數(shù)等。該軟件可用于預(yù)測(cè)和評(píng)估不同工作位姿下不同刀柄、刀具組合的機(jī)床刀具端動(dòng)態(tài)特性。
　　基于以上的理論方法，在多軸數(shù)控機(jī)床動(dòng)態(tài)特性預(yù)測(cè)與評(píng)估軟件平臺(tái)上，分別對(duì)重型五軸聯(lián)動(dòng)機(jī)床和車銑復(fù)合加工中心在不同工作位姿情況下的動(dòng)態(tài)特性進(jìn)行測(cè)試、預(yù)測(cè)和評(píng)估，給出