6
当前位置：纽威数控装备（苏州）股份有限公司>>技术文章>>数控车削中心床身模态基本理论分析
数控车削中心床身模态基本理论分析
时间：2019-6-17
阅读：449
数控车削中心床身模态基本理论分析
数控车削中心是具有铣削功能的高速、车削中心。设计上采用了对置式双主轴结构，除了车削功能外，还增加了钻、铣功能及第二主轴功能，能实现X、Z、C1或X、W、C2三轴联动，用于加工各种轴类、盘类零件，可车削各种螺纹、圆弧、圆锥及回转体的内外曲面，满足黑色金属及有色金属高速切削的速度需求，具有钻孔、攻丝和铣削功能。主轴、床身、床鞍、第二主轴等部件的刚度进行合理分配，大大提高了整体的刚性，确保了高速运转、重切时的稳定性。作为通用性*的机床，本机床除可供汽车、摩托车等行业使用外，也可供模具制造、航天工业等其它机械加工行业使用。
模态是多自由度线性系统的一种同有属性，是以振动理论为基础，以模态参数为目标的分析方法。
分析表明，多自由度线性系统的振动可由各阶模态叠加而成。有限元法模态分析是根据结构的几何形状、边界条件和材料特性，通过对结构进行离散，把结构的质量分布，刚度分布和阻尼分布分别用质量矩阵、刚度矩阵和阻尼矩阵表示出来，从而建立结构的运动方程，通过求解特征值和特征向量来确定结构的固有频率和振型。
对于多自由度系统，利用矩阵分析方法和弹性力学有限元法，可得到数控车削中心床身的一般运动微分方程为：MX+CX+KX=F①；
其中：M,C,K分别表示系统的质量、阻尼和刚度矩阵（均为N*N阶矩阵），X、F表示系统各点位置上的位移响应和激励力向量，X表示速度和加速度。对于线性系统来时候，系统各点位移响应可写成如下形式：{X}={ø}i cosωit②；
其中，{ø}i为第i阶段有频率的振型函数，ωi是第i阶固有圆频率。
由于数控车削中心是多自由度系统、必然存在多个具有特定个固有频率、阻尼比和振型的模态。数控车削中心床身模态分析用于确定机床结构的模态频率、阻尼比和振型，从而为机床动态特性的深入研究、分析机床动态薄弱环节及机床结构优化设计提供科学的依据。