超高速平面磨床的构造特征及动态特性研究与结构优化

超高速磨削对提高生产效率、降低加工表面质量有显著效果，是当前磨削技术的发展趋势。开发和研制性能优良的超高速磨床是发展超高速磨削加工的首要条件。 本文阐述了国内外高速加工、尤其是超高速磨削技术的发展状况和目前设计开发高速机床采用的先进方法。并探讨了超高速磨床区别于普通磨床的构造特征、开发设计超高速平面磨床的技术路线、其结构的性能要求和其高刚度支撑结构的设计要点。在此基础上，提出了提高磨床动态特性的三种方法。 用有限元法研究机床整机的动态性能是当前优化并改进机床结构、设计开发机床新产品的现代设计方法，而超高速磨削的高速性和更高的动态性能要求更需要如此。本文重点以150m／s超高速平面磨床为研究对象，建立其整机的有限元模型，并进行模态分析，得到前几阶的固有频率和振型。从提高整机的抗振性能出发，根据计算结果，分析得到改进床身结构可改善整机的动态性能，并提出了床身的改进方案，并研究了结合部参数对整机性能的影响。 本文还以提高床身和立柱的刚度为目标，分析它们不同结构对其动力特性的影响。通过研究指出床身可通过减少开窗的数目以及封闭其中纵向的筋板，立柱可通过加翼的方法来改善其动力特性。这些结论为超高速平面磨床结构的优化设计提供了可靠的依据。