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独创性声明
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华
华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文
I
I
摘 要
高速、高精、低噪加工是现代数控机床的必然发展趋势,而机床动态性能的好坏 直接影响着机床的加工性能。据研究表面,机床结合部的特性是机床整体动态性能的 关键影响因素,因此要预测和提高机床的整体动态性能就必须对机床结合部的特性进 行深入研究。滚动直线导轨副作为机床上典型的可动结合部,对机床的动态性能影响 很大,本文基于此对滚动直线导轨副可动结合部的特性进行了相关的研究。
首先,利用多点动力学建立起滚动直线导轨可动结合部的动力学模型,把滚动直 线导轨可动结合部视为一个独立的无质量的八结点六面体单元,充分考虑了每个结点 之间的相互耦合关系,更能准确的反应滚动直线导轨可动结合部的动力学特性。
其次,基于建立的滚动直线导轨副可动结合部动力学模型以及 LMS Test.Lab 振动 测试与分析系统的滚动直线导轨试副件模态试验分析,采用理论建模与模态试验相结 合的方法进行其可动结合部动力学参数的识别。
试验选用凯特精机公司生产的数控机床上常用的滚动直线导轨副,共 8 种型号
(单圆弧和双圆弧)16 副为研究对象。根据产品的相关参数和几何尺寸关系建立起了 该滚动直线导轨副产品系列的三维参数化模型库,为滚动直线导轨副的有限元模态分 析以及整机的建模提供便利。通过对滚动直线导轨副的模态试验提取相应的频率响应 函数矩阵,利用非线性最小二乘法的优化方法进行滚动直线导轨副可动结合部的参数 识别,将识别出的可动结合部刚度矩阵通过 DMIG 卡代入到有限元模型中进行模态分 析计算,最后采用振型相似比较固有频率的方法进行比较,分析计算结果与模态试验 结果比较吻合,从而验证了滚动直线导轨副动力学建模以及参数识别方法的有效性。 关键词:滚动直线导轨 可动结合部 最小二乘法 参数识别 动力学建模
II
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Abstract
High-speed,high-accuracy and low noise processing is an inevitable trend of modern NC machine tool,and the performance of machine tools dynamic characteristics influence the machining performance directly.According to the study,the characteristics of machine joint are crucial to the machine tool’s overall dynamic design performance,so to predict and improve the machine tool’s overall dynamic design performance should thoroughly research the characteristics of machine joint.As the typical movable joint of the machine,the linear rolling guide has a great influence on the dynamic performance of machine tool,in which the article base on to do relevant research on the linear rolling guide’s movable joint.
First,it took full account of each mutual coupling relationship between the nodes by using
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