面向薄弱部件机床抗颤振结构改良.pdfVIP

2010年 5月 机床与液压 May2010 第38卷 第 10期 MACHINETOOL HYDRAULICS Vo1．38No．10 DOI：10．3969／j．issn．1001—3881．2010．10．001 面向薄弱部件的机床抗颤振结构改良 黄强，陈坤，李晓飞 (重庆理工大学汽车学院，重庆400050) 摘要：从维持颤振所需的能量补充和质量效应的角度，提出一种更便捷的机床颤振薄弱部件识别方法，即以机床的最 终执行部件之一为薄弱部件。以YK3610滚齿机的主轴系统为例，介绍抗颤振结构改良过程 中的几个关键点：选择传递函 数的最大负实部为优化 目标函数；建立主轴有限元数学模型；根据抗颤振敏感性和部件结构约束缩减被优化设计参数的数 量 ；选择 SequentialQuadraticProgramming(SQP)法为优化算法。最后提供了一个滚刀主轴的优化效果模拟试验。 关键词：薄弱部件；颤振；传递函数的实部；敏感设计参数 中图分类号：TG502．14 文献标识码：A 文章编号：1001—3881(2010)10—001—3 Anti-ChatterStructureImprovingforW eakComponentinaM achine HUANGQiang．CHENKun．LIXiaofei (CollegeofAutomobile，ChongqingUniversityofTechnology，Chongqing400050，China) Abstract：From theperspectivesofenergysupplytokeepchatterandmasseffect，amoreefficientwaytoconfirm thechatter weakcomponentinamachinewasproposed，namely，oneofthefinalexecutivecomponentsinamachinewastheweakestoneforre— sistingchatter．Takingthespindlesystem inYK3610as anexample，severalkeystepsinimprovingstructureofranti—chatterwerein。 troduced：thenegativerealpartofthetrnasferfunctionWasusedasobjectivefunctionofoptimization，amathematicalmodelofspindle system wasbuiltwithfiniteelements，themodifieddesignp~ametem werereducedbasedontheirsensitivityofanti—chatterandthe sturcturerestrictionsincomponentandtheSequentialQuadraticProgramming (SQP)methodwaschosenastheoptimizationalgo— rithm．A demonstrationofrsimulatingtheoptimizedeffectonhobspindlesystem wasprovided． Keywords：Weakcomponent；Chattervibration；Realpartofthetransferfunction；Sensitivedesignparameter 在金属切削加工过程中，刀具与工件之间的剧烈 加工稳定性区域 ，而颤振监控则能够在此基础上进一 自激振动通常被称为 “颤振”。机床颤振会使加工过 步拓展加工稳定性区域。从过程来讲 ，两者应有先后 程不稳定 ，造成加工表面质量和金属切削率的下降， 之分。 严重时甚至会破坏刀具和机床。社会的发展和技术的 作者的研究对象是一台采用直接驱动技术的数控 进步 ，要求现