邓聪颖，殷国富，肖 红，孟昭渝溪

(1.四川大学制造科学与工程学院 成都，610065) (2.成都普瑞斯数控机床有限公司 成都，611731)



基于能量分布的机床整机动态特性优化方法*

邓聪颖1，殷国富1，肖 红2，孟昭渝溪1

(1.四川大学制造科学与工程学院 成都，610065) (2.成都普瑞斯数控机床有限公司 成都，611731)

基于机床结构中的能量分布，在准确建立立式加工中心整机有限元模型的基础上提出一种整机动态性能优化方法。采用弹簧阻尼系统等效结合部的接触特性，基于辨识的结合部等效刚度和阻尼值在Ansys中建立了立式加工中心整机有限元模型，对整机进行模态分析和谐响应分析。通过整机模态试验验证了该有限元模型的准确性，并根据有限元分析与试验结果确定整机的薄弱模态。计算薄弱模态下整机、结合部的弹性能以及结合部在整机中的弹性能分布率，以分布率较高的结合部作为薄弱结合部。基于薄弱结合部的等效接触刚度提出优化方案，优化后薄弱结合部的弹性能分布率明显降低，主轴轴端的动态响应幅值降低，从而使整机动态性能得到改善，验证了该优化方法的可行性。

能量分布； 结合部； 立式加工中心整机； 动态特性； 有限元分析

引 言

随着机床加工性能的不断提高，对机床动态性能的要求也越来越高。机床是由许多零部件按特定的要求结合起来的，其结合面的阻尼、刚度分别占整机阻尼和刚度的90%和60%以上[1]；因此，为准确地对立式加工中心进行整机动态特性分析，须基于结合部建立准确的动力学模型。……