高速切削刀具系统固有特性和动态响应分析 - 浙江大学学报.pdfVIP

维普资讯 工 程 设 计 学 报 Vo1．11No．5 第 11卷第 5期 JournalofEngineeringDesign 0ct．2004 2004年 1O月 高速切削刀具系统固有特性和动态响应分析 李小雷，童水光 (浙江大学 化工机械研究所 CAD中心 ，浙江 杭州 310027) 摘 要：高速切削刀具系统是数控刻楦机主要部件 ，其性能的优劣直接影响到鞋楦的加工质量．构造了高速切削刀 具系统的三维实体模型，建立 了系统动力分析有限元模型 ，计算了高速切削刀具系统 的固有模态 ，与测试结果符合 较好．基于该动力分析有限元模型，分析 了加工状态下刀具承受的切削力激励载荷 ，计算得到刀具表面的速度和位 移响应．对高速刀具进行进一步噪声分析研究具有重要 的意义． 关键词 ：刀具 ；模态分析 ；动态响应 ；有限元法 中图分类号 ：TH132 文献标识码 ：A 文章编号：1006—754X(2004)05-0268—05 Inherentcharacteristicsand dynam icresponseanalysis ofhigh—-speed cutting。-toolsystem LIXiao—lei，TONG Shui—guang (CADLaboratory，InstituteofChemicalMechinery，ZhejiangUniversity，Hangzhou310027，China) Abstract：Thehigh—speedcutting—toolsystem isthepivotalcomponentsofacomputernumerical controllastcarvingmachine，whoseperformancedirectlyinfluencesthemanufacturingqualityof shoelast．A 3D solidmodelofahigh—speedcutting—toolsystem isestablishedandadynamicanal— ysisfiniteelementmodelisdeveloped．Furthermore，thenormalmodesofcutting-toolarecalcu— lated，whoseresultshighlyaccordwiththosegained inexperimentaltest．Basedonsuchdynamic FEM analysismodel，loadsofcutting—toolwhen machining areanalyzed，and dynamicvelocity anddisplacement(onouter～surfaceofcutting—too1)responsearecalculated．Thesearesignificant forfurtheranalysisandresearchonnoiseofcutting—too1． Keywords：cuttingtools；modelanalysis；dynamicresponse；FEM 高速切削刀具系统是数控刻楦机主要部件 ，其 作用 ． 性能的优劣直接影响到鞋楦 的加工质量．由于刀具 本文用有限元法计算高速切削刀具系统的固有 的高速切削运动，必然会引起刀具系统的振动 ，从而 特性 ，考虑切削力激励，对整个系统的动态响应进行 造成切削误差，降低鞋楦的表面加工质量．另外，振 数值模拟． 动引起的高频噪声不可避免地对环境造成极大的污