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1、機(jī)械設(shè)計(jì)與制造第6期128MachineryDesign&Manufacture2013年6月基于模態(tài)試驗(yàn)的高精度磨床動(dòng)態(tài)特性研究孫金虎，楊慶東，米潔(北京信息科技大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院，北京100192)摘要：高精度數(shù)控復(fù)合磨床是近年來國內(nèi)逐漸推廣的新型精密磨削加工設(shè)備。高精度指標(biāo)對(duì)磨床動(dòng)態(tài)特性提出了更高的要求。對(duì)高精度數(shù)控立式復(fù)合磨床MGK28120進(jìn)行了試驗(yàn)?zāi)B(tài)分析，得到其前幾階模態(tài)的模態(tài)參數(shù)，通過對(duì)模態(tài)頻率、模態(tài)振型的分析，找到了該高精度立式復(fù)合磨床結(jié)構(gòu)的薄弱環(huán)節(jié)以及其第一階模態(tài)頻率較低的原因。針對(duì)薄弱環(huán)節(jié)提出了相應(yīng)的修改建議，為該高精度磨床
2、結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)和整機(jī)動(dòng)態(tài)特性的提高指明了方向，為其加工效率的提高做了必要的理論準(zhǔn)備。關(guān)鍵詞：高精度；試驗(yàn)?zāi)B(tài)分析；動(dòng)態(tài)特性；結(jié)構(gòu)優(yōu)化中圖分類號(hào)：TH16；TG596文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1001—3997(2013)06—0128～03ResearchontheDynamicCharactersofHigh-PrecisionGrindingMachineBasiconModaITestSUNJin-hu，YANGQing-dong，MIJie(CollegeofMechanicalandElectricalEngineering，Beijin
3、gInformationScienceandTechnologyUniversityBeijing，Beijing100192，China)Abstract：High-precisioncompositeNCgrindingmachineisanew-styleprecisiongrindingprocessingequipmentwhichisinteriorlypopularizedgraduallyinrecentyears．Thetargetofhighprecisioncallsforsuperiordynamiccharacteri
4、sticofthegrindermachine．Thehigh-precisionverticalgrindingmachineMGK28120WH$testedwiththeexperimentalmodalanalysismethodfollowedbytheobtainmentofthemodalparametersofthepreliminarymodals．Itsweakerpartsandthereosonthatthefirstrankmodalfrequencyisrelativelylowarefoundedthrowthea
5、nalysisofmodalshapeandmodalfrequency．Astopoorlinks，relevantsuggestionsaregiven，whichcanindicatethedirectionfortheoptimaldesignofstructureandimprovementofbehaviorofthewholemachinetoolandmakepreparationsfortheimproyementoftheprocessingefficiencyofthishigh-precisioncompositeNCg
6、rindingmachine．KeyWords：High-Precision；ExperimentalModalAnalysis；DynamicCharacteristic；StructureOptimization表1MGK2812O技術(shù)指標(biāo)1引言Tab．1TechnicallndicatorsoftheMGK28120高精度數(shù)控復(fù)合磨床是近年來國內(nèi)逐漸推廣的新型精密磨項(xiàng)目指標(biāo)要求削加工設(shè)備。MGK28系列磨床是由國內(nèi)某公司研發(fā)并不斷完善主軸徑向跳動(dòng)0．0H01mm的高精度數(shù)控立式復(fù)合磨床。高精度是其顯著特點(diǎn)，如表1所示。主軸軸向竄動(dòng)0．oo
7、lmm工作臺(tái)徑向跳動(dòng)0．0olmm這一特點(diǎn)要求機(jī)床具有更好的動(dòng)態(tài)特性。同時(shí)，要進(jìn)一步提高磨工作臺(tái)軸向竄動(dòng)O．oolmm床加工效率，改善其動(dòng)態(tài)特f生仍會(huì)是一個(gè)首要問題。因此，對(duì)機(jī)床分度精度動(dòng)態(tài)特性的研究，不僅是當(dāng)前保證磨床高精度的必然要求，也是2模態(tài)理論及GLOBAL識(shí)別方法將來提高磨床加工效率的必要準(zhǔn)備。將結(jié)構(gòu)離散化，其的動(dòng)態(tài)特性可由Ⅳ階矩陣微分方程描述：目前，盡管已有很多有限元軟件可對(duì)機(jī)床進(jìn)行模態(tài)分析，試(++)=t)(1)驗(yàn)?zāi)B(tài)分析方法仍是模態(tài)分析中的主要方法之一。一方面，機(jī)床對(duì)方程式(1)兩邊進(jìn)行拉普拉斯變換，得方程：內(nèi)部包含許多部件間結(jié)
8、合面，單憑理論模態(tài)方法很難建立準(zhǔn)確的(胍+Cs+k)X(s)=)(2)動(dòng)力學(xué)模型，試驗(yàn)?zāi)B(tài)分析直接對(duì)測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)作分析，其結(jié)果是模令式(2)s=中，得到矩
