直线滚动导轨结合面对机床动态特性影响的研究

机床本身的动态特性对机床加工产品的质量影响很大。直线滚动导轨越来越多的应用在各种数控机床上面，直线滚动导轨结合面的静动态参数对机床的动态特性影响很大。本文主要研究了直线滚动导轨结合面的静动态参数对机床的动态特性的影响。 本文采用了一种基于试验模态分析、理论计算及有限元分析结合在一起的研究方法。该方法可适用于任何可以简化成弹簧、阻尼元件的系统中。本课题研究的样机是沈阳第一机床有限公司的CKS6125型数控车床，主要包括床身、床身导轨、床鞍、床鞍处导轨、小溜板等。导轨采用的是THK公司的SNS35R系列直线滚动导轨。 论文首先对有限元分析方法以及实现有限元分析的ANSYS软件进行了介绍。有限元分析作为一种先进而且成熟的分析方法，已经越来越多的应用于机床等机械行业的动态分析中。ANSYS软件是一种大型通用的有限元分析软件，可以准确的进行机床的静力、模态、谐响应以及瞬态动力学的有限元分析。 论文通过千分表等装置测量了直线滚动导轨的法向、切向的静刚度，通过激振试验的方法测量了直线滚动导轨的频率以及相应的振幅。通过参数识别方法得到了直线滚动导轨的法向、切向动刚度以及导轨的阻尼值。 本文利用Solidworks软件对机床进行了三维CAD建模，将模型导入ANSYS软件中进行了两次有限元分析：未考虑导轨结合面和考虑导轨结合面的有限元分析，两次分析分别得到不同的分析结果。对机床整机进行激振试验分析，得到机床的固有频率以及在某一点的相应激振曲线。将两次有限元分析的结果与激振试验的结果进行比较，发现考虑直线滚动导轨结合面的静刚度、动刚度进行的有限元分析，与实际结果更接近。