吉林大学学报(工学版) ›› 2015, Vol. 45 ›› Issue (2): 448-453.doi: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb201502017

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立铣加工系统结合部建模及动态特性预测

刘宇，李青祥   

  1. 东北大学 机械工程与自动化学院，沈阳 110819
  • 收稿日期:2013-06-28 出版日期:2015-04-01 发布日期:2015-04-01
  • 作者简介:刘宇(1980)，男，副教授.研究方向:机械系统动力学.E-mail:yuliu@me.neu.edu.cn
  • 基金资助:
    国家自然科学基金项目(51105067)；教育部基本科研业务费项目(N120403011).

Modeling of joint site of end milling processing system and dynamic characteristics prediction

LIU Yu, LI Qing-xiang   

  1. School of Mechanical Engineering and Automation, Northeastern University, Shenyang 110819, China
  • Received:2013-06-28 Online:2015-04-01 Published:2015-04-01

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摘要： 针对立铣加工系统的刀具子结构和刀柄子结构结合部研究了一种两点结合导纳综合动力学模型。采用导纳综合法研究了两点结合模型的刀尖点位移导纳计算公式。利用Ansys软件进行了刀具子结构和刀柄子结构位移导纳分析，导出位移导纳数据。采用Matlab软件编写两点结合导纳综合法程序，获得了刀尖点位移导纳函数。通过Ansys软件建立了刀具子结构和刀柄子结构整体有限元模型，分析获得了刀尖点位移导纳函数。与两点结合导纳综合法分析结果进行比较，并计算两者相对误差，结果表明:在关注频率范围内相对误差最大为0.7%，试验结果与两点结合导纳综合法分析结果具有很好的一致性。

关键词: 机械设计, 两点结合, 导纳综合法, 立铣, 刀尖点

Abstract: A two points Receptance Coupling Subsystem Algorithm (RCSA) model is proposed at the joint site of tool subsystem and holder subsystem of an end milling processing system. The displacement receptance of tool point was obtained according to the RCSA model. Harmonic response analysis was carried out to get the displacement receptance of tool subsystem and holder subsystem using ANSYS software. Matlab was adopted to write the program of two points RCSA. Data from ANSYS were used to calculate the displacement receptance of the tool point. A finite element model of the system, including tool subsystem and holder subsystem, was established in ANSYS, and displacement receptance of tool point was obtained. The results of the RCSA model and finite element model were compared and relative error of the two models was calculated. The relative error is less than 0.7% in the frequency range concerned. Experiment was conducted, and the experiment results and theoretical results are in good agreement.

Key words: mechanical design, two point coupling, receptance coupling, end milling, tool point

中图分类号: 

  • TH113.1
[1] 赵宏林,丁庆新,曾鸣,等. 机床结合部特性的理论解析及应用[J]. 机械工程学报,2008,44(12):208-214.
Zhao Hong-lin, Ding Qing-xin, Zeng Ming, et al. Theoretic analysis on and application of behaviors of machine tool joints[J]. Chinese Journal of Mechanical Engineering,2008, 44(12): 208-214.
[2] 张学良,徐格宁,温淑花. 机械结合面静动态特性研究回顾及展望[J].太原重型机械学院学报,2002,23
(3):276-281.
Zhang Xue-liang, Xu Ge-ning, Wen Shu-hua. Review and prospect of the research on the static and dynamic characteristics of machine joint surfaces[J]. Journal of Taiyuan Heavy Machinery Institute, 2002, 23(3): 276-281.
[3] Schmitz T L, Smith K S. Machining Dynamics: Frequency Response to Improved Productivity[M]. New York:Springer, 2009.
[4] Liu Yu, Guo Qing-xiang, Zhang Yi-min, et al. Frequency response of tool point using receptance coupling method[C]∥Procceding of the 15th Asia Pacific Vibration Conference, Jeju,Korea,2013.
[5] 刘宇,张伟龙,张义民,等. 基于导纳综合法的立铣加工刀尖点动态特性预测研究[J]. 东北大学学报:自然科学版,2013,34(8):1157-1160.
Liu Yu, Zhang Wei-long, Zhang Yi-min, et al. Prediction of dynamics of tool tip using a receptance coupling method[J]. Journal of Northeastern University (Natural Science), 2013, 34(8): 1157-1160.
[6] Park S S, Altintas Y, Movahhedy M. Receptance coupling for end mills[J]. International Journal of Machine Tools and Manufacture, 2003, 43(9): 889-896.
[7] Movahhedy M R, Gerami J M. Prediction of spindle dynamics in milling by sub-structure coupling[J]. International Journal of Machine Tools and Manufacture, 2006, 46(3):243-251.
[8] Schmitz T L, Duncan G S. Three-component receptance coupling substructure analysis for tool point dynamics prediction[J]. Journal of Manufacturing Science and Engineering, 2005, 127(4): 781-790.
[9] Kivanc E B, Budak E. Structural modeling of end mills for form error and stability analysis[J]. International Journal of Machine Tools and Manufacture, 2004, 44 (11):1151-1161.
[10] Park S S, Altintas Y, Movahhedy M.Receptance coupling for end mills[J]. International Journal of Machine Tools and Manufacture, 2003,43 (9) 889-896.
[11] Movahhedy M R, Gerami J M. Prediction of spindle dynamics in milling by sub-structure coupling[J]. International Journal of Machine Tools and Manufacture,2006,46(3/4):243-251.
[1] 毕秋实,王国强,黄婷婷,毛瑞,鲁艳鹏. 基于DEM-FEM耦合的双齿辊破碎机辊齿强度分析[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(6): 1770-1776.
[2] 朱伟,王传伟,顾开荣,沈惠平,许可,汪源. 一种新型张拉整体并联机构刚度及动力学分析[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(6): 1777-1786.
[3] 刘建芳, 王记波, 刘国君, 李新波, 梁实海, 杨志刚. 基于PMMA内嵌三维流道的压电驱动微混合器[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(5): 1500-1507.
[4] 毛宇泽, 王黎钦. 鼠笼支撑一体化结构对薄壁球轴承承载性能的影响[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(5): 1508-1514.
[5] 王涛, 伞晓刚, 高世杰, 王惠先, 王晶, 倪迎雪. 光电跟踪转台垂直轴系动态特性[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(4): 1099-1105.
[6] 贺继林, 陈毅龙, 吴钪, 赵喻明, 汪志杰, 陈志伟. 起重机卷扬系统能量流动分析及势能回收系统实验[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(4): 1106-1113.
[7] 谢传流, 汤方平, 孙丹丹, 张文鹏, 夏烨, 段小汇. 立式混流泵装置压力脉动的模型试验分析[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(4): 1114-1123.
[8] 孙秀荣, 董世民, 王宏博, 李伟成, 孙亮. 整体抽油杆柱在油管内空间屈曲的多段式仿真模型对比[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(4): 1124-1132.
[9] 吉野辰萌, 樊璐璐, 闫磊, 徐涛, 林烨, 郭桂凯. 基于MBNWS算法的假人胸部结构多目标优化设计[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(4): 1133-1139.
[10] 刘坤, 刘勇, 闫建超, 吉硕, 孙震源, 徐洪伟. 基于体外传感检测的人体站起动力学分析[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(4): 1140-1146.
[11] 刘志峰, 赵代红, 王语莫, 浑连明, 赵永胜, 董湘敏. 重载静压转台承载力与油垫温度场分布的关系[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(3): 773-780.
[12] 曹婧华, 孔繁森, 冉彦中, 宋蕊辰. 基于模糊自适应PID控制的空压机背压控制器设计[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(3): 781-786.
[13] 李锐, 张路阳, 刘琳, 武粤元, 陈世嵬. 基于相似理论的三跨桥梁磁流变隔振[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(3): 787-795.
[14] 陈忠敏, 侯力, 段阳, 张祺, 杨忠学, 蒋易强. 新型摆线针轮行星减速器传动系统的振动特性[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(1): 174-185.
[15] 刘念, 徐涛, 徐天爽, 胡贤磊, 刘维海. 基于差厚技术的汽车仪表板管梁轻量化设计[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(1): 199-204.
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