机床零部件的动力学性能分析是机床设计工作的一项重要内容。通过对机床结构的固有特性和动力响应进行测试和分析,可有效避免振动的产生、提高机床的加工精度。某研究所正在试制XK713型数控铣床,要求对该型铣床关键部件进行静动态性能分析。本文以XK713数控铣床为研究对象,采用有限元计算和试验分析的方法,对该型机床结构静动态特性进行研究,找出存在的问题,为该型铣床的动力学研究及优化设计提供理论上的依据。首先运用有限元理论和采用有限元分析软件MSC.Nastran对数控铣床的主要部件进行有限元分析:对数控铣床的铣刀主轴进行静力分析、模态分析、临界转速分析、频率响应分析、研究主轴共振、加工精度分析。通过分析,可以了解在铣削径向力载荷下,主轴的最大变形量和最大应力;主轴的固有频率和振型;在工作转速下是否发生共振;频率响应分析为加工精度分析提供依据。主轴箱、立柱、整机的有限元模态分析可初步确定铣床的薄弱模态。其次对数控铣床进行固有频率测试:通过空运转试验、切削试验获取数控铣床的动态特性参数。对数控铣床的铣刀主轴有限元分析显示:在铣削径向力载荷下,主轴的安全系数足够;主轴在工作转速时不会发生共振;主轴的工作转速大大低于临界转速;主轴的径向响应位移在一定程度上反映了数控铣床的加工精度。主轴箱、立柱、整机的有限元模态分析显示:铣床的薄弱结构是立柱,立柱刚度直接影响机床的整体刚度。切削试验与空转试验显示:机床固有振动是由系统回转件不平衡引起的,试验所得的两个低阶频率与XK713数控机床整机有限元分析建模所得的数据在同一数量级,在一定程度上验证了所建立的有限元模型与实际情况基本相符。