摘要
从国家产业战略角度，高档数控机床是需要优先和大力发展的重要领域。高档数控机床最重要的特点是具有优异的动态特性，对机床结构的动态特性展开研究，进而优化其设计，对于提升机床的加工性能具有重要的现实意义。本研究以KX63-1500数控车床为研究对象，具体的研究工作如下： （1）针对KX63-1500数控车床构建试验模态分析系统，采用激振器激振的方式，对数控车床进行了模态试验，获取了各个测点的频响函数。借助模态分析软件STAR，识别出数控车床的固有频率、阻尼比以及各阶模态振型。以此为基础，分析了对机床动态性能具有影响较大的薄弱模态，以及机床结构上相对应的薄弱环节。 （2）从刀具与工件相对振动的角度，建立车削过程相对动柔度的分析模型。在此基础上得出机床车削过程相对振动的动柔度表达式，针对横切工艺条件，简化了相对动柔度表达式。针对KX63-1500数控车床，以模态试验的测试数据为基础，得到了该机床车削过程的相对动柔度，通过研究相对动柔度曲线与各阶模态的联系，分析确认了对车削加工稳定性有较大影响的薄弱模态及相应的薄弱环节。 （3）对KX63-1500数控车床进行有限元模态分析，研究该机床的薄弱模态及相应的薄弱环节，并结合由试验模态分析、相对动柔度分析得出的薄弱模态及相应的薄弱环节，提出了该数控车床的结构优化方案。最后以有限元模态分析为手段，通过对比优化前后的有限元模态分析结果，确认了优化方案可以有效地改善KX63-1500数控车床结构的动态性能。 本文开展的KX63-1500数控车床动态特性分析与结构优化工作，对于改善数控车床结构的动态特性，具有重要的参考价值。
NETL