机床半主动减振平台设计与试验研究

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现代信息技术、新材料的发展,推动现代机械制造技术的发展。机床工业是制造业的重要组成部分,体现了一个国家制造业的发展水平,也是机械工业发展和振兴的重点领域。近年来,我国机床工业迅猛发展,已取得了很大的成绩,但还存在许多薄弱环节。如在技术方面,机床行业许多关键性技术如刚性、振动、噪声、检测等没有从根本上解决,发展机床所需的基础技术和应用技术薄弱;精密、超精密机床的质量水平尚待进一步提高。机床在运行过程中,基础的振动以及主轴的转动将激励机床振动。振动危害极大,不仅产生噪声,而且严重影响机床加工和加工工件质量,尤其对于精密、超精密机床,要求机床工作极其平稳,振动极小,否则很难保证获得较高的加工精度和表面光洁度。因此,减振就成为超精密加工中保障加工质量的关键技术之一。本研究课题结合科技发展趋势与浙江省先进制造业基地建设规划纲要,引入新型智能磁流变液阻尼材料,设计了一套磁流变减振器,针对精密、超精密机床高精度、高速率和高效率的要求,对实验室现有机床进行隔振测试系统试验平台的设计,并进行试验研究,实验结果表明设计的磁流变减振器减振效果良好。最后针对机床主轴设计了一套半主动减振控制试验平台。本研究课题的主要内容分为以下几部分:(1)根据机床减振需求,结合磁流变减振器的基本理论知识对磁流变减振器整体结构进行了设计,其中包含结构材料的选取、结构参数的计算优化、磁路的设计以及机械部件加工工艺的设计。(2)对实验室现有精密机床进行隔振系统的总体方案设计,并搭建了机床隔振试验平台。(3)介绍了有限元法及其分析步骤,通过三维设计软件SolidWorks平台和搭建试验平台对精密机床进行试验模态分析,得到精密机床的固有频率及其振型,接着进行试验对比分析各种减振器的隔振效果。(4)对超精密数控机床的关键部件高速主轴进行减振测试系统研究,设计了高速主轴振动测试试验平台。(5)全文总结,并提出文中的不足和需要改进的地方。
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