李涛

[摘    要]数控机床在工业中占有重要地位。机床的动态特性是影响机床状态的主要因素。利用PRO/E建立了五轴数控机床的三维模型。将该模型导入ANSYS软件，对机床的动态特性进行分析;通过模态分析和谐响应分析，得到了机床的前六阶固有频率和振动模态。实验结果验证了有限元分析模型的准确性。最后提出了机床结构的优化建议。

[关键词]能量平衡;数控机床;优化;研究

[中图分类号]TG659 [文献标志码]A [文章编号]2095–6487（2021）08–00–02

[Abstract]The CNC machine tool plays an important position in the industry. The dynamic characteristic of the machine tool is the main factor affecting the machine tool state. In this paper， a three-dimensional model of a five-axis CNC machine tool is established by PRO/E. Firstly， the model is introduced into ANSYS software to analyze the dynamic characteristics of the modal analysis， the natural frequency and vibration modes are obtained. The experimental results validate the accuracy of the finite element analysis model. Finally， the optimization proposal of the machine tool structure is put forward.

[Keywords]energy balance; CNC machine tool; optimization; research

机械系统的动态特性由其质量、刚度和阻尼决定。准确获取结构零部件的动态参数，可以为机床的动态分析提供基础数据，对其动态特性的分析也有助于在一定的装配工艺和条件下对关键结构零部件进行优化，实现机床动态特性的改善。

1 数控机床动态特性

目前对机床动态特性的基础研究主要集中在以下几个方面：关键部件的动态特性分析、大型结构的有限元分析、伺服进给机构的动态特性分析。在上述方面，对质量大、形状复杂的床身、立柱等大型结构进行优化，对提高机床的性价比具有重要意义。国际上曾提出结构部件优化的目标是增加刚度和降低加速度柔度。从提高静刚度和减轻质量的角度对结构件进行了优化，提出了一种基于灵敏度分析的结构件轻量化设计方法。对数控机床结构动态特性的研究，通常是通过ANSYS、ABQUES等分析软件对机床的三维模型进行仿真，通过静态分析、动态分析、模态分析，分析薄弱环节，找出问题所在，并提出了优化方案。……