基于传递矩阵法的滚刀主轴动态特性分析.pdfVIP

2012年7月 机床与液压 Ju1．2012 第40卷 第 13期 MACHINETOOL ＆HYDRAULICS Vo1．40No．13 DOI：10．3969／j．issn．1001—3881．2012．13．004 基于传递矩阵法的滚刀主轴动态特性分析 黄强，李晓飞 (重庆理工大学汽车学院，重庆400050) 摘要：机床主轴的动态特性直接影响机床的加工质量、效率和稳定性。针对直驱式滚刀主轴的结构特点，应用传递矩 阵法对该主轴系统中各个典型单元的状态进行了数学描述，并建立了该主轴系统的传递矩阵方程。通过Matlab编程求解出 系统的固有频率和切削点的振幅，并着重分析了该主轴系统的主要设计参数对系统动态性能的影响规律，为主轴系统动态 设计及优化提供了理论依据。 关键词：传递矩阵；电主轴；动态特性 中图分类号：TG502．14 文献标识码：A 文章编号：1001—3881(2012)13—012—4 AnalysisonDynamicCharacteristicsoftheHobSpindleBasedonTransferM atrix HUANGQiang．LIXiaofei (CollegeofAutomobile，ChongqingInstituteofTechnology，Chongqing400050，China) Abstract：Thedynamiccharactersofthespindleofthemachinedirectlyinfluencetheprocessingquality，efficiencyandstabili— ty．Aimingatthestructurechraacters ofthedirectdrivehobspindle，transmitsmatrixmethodwasappliedtogivemathematicalde— seriptiononthestateofeachtypicalunitofthisspindlesystem ，andthetransfermatrixequationwasbuilt．ThroughMatlabprogram— ming，thenaturalfrequenciesnadtheamp1itudesofhtecuttingpointwerecalculated．Theinfluenceregularitiesaboutseveralimpor— tnatdesignparameters onthesystem dynamicperformancewereinvestigated． Itprovidesatheoretical basisfordynamicdesignandop— timizationofthisspindlesystem． Keywords：Transfermatrix；Motorspindle；Dynma icchraacteristics 电主轴以其结构紧凑、质量轻、惯性小、转速高 轴技术的滚齿机滚刀主轴系统为对象，研究该系统的 以及控制方便等特点而被广泛应用于现代切削机床 传递矩阵模型及特点，并介绍依托该模型分析系统动 中。电主轴动态特性的好坏 ，将直接影响机床的加工 态特性的方法。 质量、效率和切削稳定性，针对性的研究工作也因此 1 主轴系统模型简化 ， 而得到充分的重视。黄强等人 通过建模分析与实 主轴系统是一个质量连续分布的弹性阶梯轴 ，具 验研究，明确指出了机床的最终执行部件为抗颤振设 有无限个 自由度 。计算时必须将它离散成带有若干 计的最关键部件；ERTURKA等 对主轴部件相邻零 集中圆盘 (质量)的多 自由度系统。该项工作的重 点是使简化