Динамический и вибрационный анализ станка в широком диапазоне режимов обработки

Abstract

Объектом исследования является пятикоординатный токарно-фрезерный обрабатывающий центр с ЧПУ, предназначенный для комплексной обработки деталей. Цель работы – проведение виртуальных испытаний проектируемого станка, оценка эффективности конструкции по критерию статической и динамической жесткости, анализ его вибрационного состояния в диапазоне режимов обработки, разработка рекомендаций по совершенствованию конструкции станка. В процессе исследования были разработаны геометрическая и конечно-элементная модели основных элементов и соединений, проведен анализ жесткости системы, модальный и гармонический анализ конструкции, выявлены наиболее податливые элементы конструкции. Метод исследования – компьютерное моделирование методом конечных элементов. По результатам исследования предложено конструктивные меры по повышению жесткости и увеличению запаса устойчивости к возникновению колебаний в механической системе обрабатывающего центра, в частности заполнение полостей несущих элементов полимербетоном. Определены основные собственные частоты и формы колебаний, исследована возможность возбуждении резонансов под действием сил резания. Даны рекомендации по назначению избежанию резонансных режимов обработки.