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振动与冲击

第43卷第8期JOURNALOFVIBRATIONANDSHOCKVol.43No.82024

考虑结合面接触刚度的机床床身动态特性分析

刘书晟，史军²，孙建宏²，秦文强”，曾艳泓”，张松

（1.山东大学高效洁净机械制造教育部重点实验室，济南250061；

2.济南二机床集团有限公司，济南250022；3.重庆机床（集团）有限责任公司，重庆401336

摘要：床身结合面刚度是影响机床动态特性,进而影响机床加工精度的重要因素之一。为了获得精确的机床动

态特性参数,运用接触刚度预测模型识别出了床身结合面的接触刚度并建立了等效动力学模型。首先，建立接触刚度预

测模型；其次，通过预测模型识别出两种材料（铸铁和矿物复合材料）床身结合面的接触刚度；然后，利用结合面接触特性

参数，基于弹簧单元约束建立有限元模型；最后，对比有限元模态频率和试验模态频率，发现基于弹簧单元约束的有限元

模态频率与试验模态频率一致性较好，且该模型对铸铁和矿物复合材料均有效。研究表明考虑结合面接触刚度的机床床

身有限元模型更具合理性，可以为分析机床动力学特性和优化机床结构提供理论依据。

关键词：结合面；接触刚度；动态特性；模态试验

中图分类号：TH212;TH213.3文献标志码：AD0I:10.13465/j.cnki.jvs.2024.08.036

Dynamiccharacteristicanalysisofmachinetoolbedconsideringcontactstiffnessofjointsurface

LIUShusheng,SHIJun’,SUNJianhong”,QINWenqiang,ZENGYanhong,ZHANGSong

(1.KeyLaboratoryofHighEfficiencyandCleanMechanicalManufacture,MinistryofEducation,ShandongUniversity,Jinan250061,China;

2.JIERMachine-ToolGroupCo.,Ltd.,Jinan250022,China;

3.ChongqingMachineToolGroupCo.,Ltd.,Chongqing401336,China)

Abstract:Thestiffnessofthejointsurfaceisanimportantfactorthataffectsthedynamiccharacteristicsand

machiningaccuracyofamachinetool.Toaccuratelydeterminethedynamicparametersofthemachinetool,aprediction

modelwasusedtoobtainthecontactstiffnessofthebedjointsurface,andanequivalentdynamicmodelwasestablished.

Firstly,thecontactstiffnesspredictionmodelwasdeveloped.Secondly,thepredictionmodelwasusedtoidentifythe

contactstiffnessofthejointsurfacebetweentwomaterials(castironandmineralcomposite).Thirdly,usingthecontact

characteristicparametersofthejoi