伯特利数控
前言：
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导言
跟随着有效系统的不断发展 ，飞防开发业的为先进性成了了决定地方新国际作用的很重要标准之_ 。应对飞防启主观因素叶片的特殊性 ，某院校自主化科研开发了飞防启主观因素叶片专业产出生产生产生产激光加工制造生产设备 ，不同叶片的生产生产激光加工制造工艺设计特殊性 ，请求生产生产激光加工制造中间都具有高瞬时速度快度、高要求、高抗弯刚度、大最大扭矩的五轴对接五对接的稳定性特点 。提升 开发生产生产生产激光加工制造生产设备的稳定性 ，保证品质叶片的生产生产激光加工制造品质的重要技术手段最为就算生产生产激光加工制造中间的信息稳定性特点研发》 。
目前 ，国内、外对叶轮制造进行了大量的研究 ，主要包括以下三个方面：①运用计算机辅助手段对叶轮进行多学科优化设计;(2;优化叶轮生产过程中的加工工艺 ，选取适当的加工参数和方法;③提高叶轮制造设备的性能 ，保证其加工质量 。其中 ，提高制造装备研究的主要手段之一就是加工中心动态特性研究 。本文即从改善制造装备入手 ，通过应用ANSYS Workbench软件对某工厂自主研发的航空发动机叶轮专用生产设备的主 [1] [2]
要结构进行分析和优化来提高加工中心的动态特性 ，改善叶轮的加工质量 。最后通过模态试验验证合理的优化设计,不但提高了本台加工中心的性能 ，为今后加工中心结构的设计尤其是主要受力部位设计也提供了 _定的参考
床身是高速、高精五轴联动铣削加工中心的关键部件 ，其动态性能直接影响到整个加工中心的加工精度、抗振性和稳定性 ，同时 ，加工中心的床身承载了加工中心的所有运动部件 ，也是决定加工中心刚度的重要环节 。因此运用计算机辅助软件对床身结构进行分析 ，观察床身结构在各阶模态下的振型和固有频率 ，找出其薄弱环节并进行合理的优化对改善加工中心整体的动态性能具有很大的意义1151 。
1床身框架优点
叶轮是由多个薄且为自由曲面的叶片构成 ，其技术要求为：叶片型面轮廓度为〇. 1,直径范围小200?</>500,叶片前后缘尺寸最小为K0. 1 ~R0. 15mm,粗糖度i?a0.8 。米用钦合金rC4、局温镜基合金GH4169材料 ，图甲1如下 。
叶轮加工中心由床身、y轴滑座、x轴滑座、主轴箱、摆转台等关键部件组成 ，其模型如图2所示 。与床身直接接触的结构为轴滑座和摆转台左、右两箱体 。其中轴滑座通过滑块為轨结构与床身接触;摆转台的左、右两箱体则通过螺栓直接固定在床身上 。床身的材料是QT500,查阅文献H可知 ，该材料泊松比为〇. 275,弹性模量为169GPa,密度为7100kg/m3 。
2床身受限元介绍
2.1床身优化前模态分析
利用三维建模软件去除对分析无影响的倒角、小孔（包括地脚螺栓安装孔、导轨安装孔等） ，以减少计算量,缩短计算时间 。由于实际试验状况下 ，床身是6个橡胶垫块着地 ，故在橡胶垫块的底面添加固定约束,图3中的蓝色区域为橡胶垫块与地面接触位置 ，查阅文献H可知 ，橡胶垫块材料的泊松比为0.49,弹性模量为 6. IMPa,密度为 1000kg/m3 。
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图3床身给予自我约束 获取床身的前3阶模态 ，其之前率如表1如下,振型长为4如下 。 表1床身系统优化前模态探讨报告
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从前3阶振型图可以看出 ，床身的Z轴滑座低侧支撑平台的刚度较弱 ，最大的振幅发生在第二阶模态,达到了 2.6644mm,由于床身的最大变形处支撑X轴滑座 ，因此床身的振动会直接传递到I轴滑座上 ，进_步传递到F轴滑座与主轴箱上 ，从而引起刀具的振动 ，直接影响工件的加工精度和表面质量 。因此 ，对床身进行结构优化改进 ，提高床身的刚度,改善床身的动态特性 ，进而提高整机的加工精度和抗振性 。
2.2床身优化后模态分析
结合床身的仿真结果和整机装配关系可知,床身变形主要集中在Z轴滑座作用位置 。考虑到床身质量对其动态特性的影响 ，在床身与X轴滑座接触位置设计成回型筋板结构的同时 ，通过填充两侧支撑板来提高床身刚度 ，以及平衡床身质量,优化结果如图5所示 。
对系统优化提升后的床身组成做模态深入分析 ，其净化解决办法英文与系统优化提升前持续可以统一,转化成床身的前3阶模态 ，其固定性频次如表2表达 ，振型如图是6表达 。
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表2床身优化提升后模态解析报告单
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由频率和振型图可知 ，优化后的床身模型最大变形仍出现在轴滑座低侧支撑平台处,但各阶最大变形量与优化之前相比之下均减少了 ，其优化前后的结果对比如表3所示 。
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表3床身调整前、后的结论对比图
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由表3推测,床身前3阶之前平率均有特别增加,相当于平率下相较变弯量甚微急剧减小,在增加工作厂中心局一整台机器的的工作厂精度等级是重中之重性 ，以至于,面对床身的优化提升是合理化的 。
3实验室检测模态研究
3.1试验模态测试系统
工厂对优化后的床身结构进行了生产 ，j9九游会平台对生产后的床身进行模态试验 ，本实验采用SIMO锤击法测试方式 ，试验测量系统共由三个部分组成：激振系统 ，响应采集系统,模态分析和处理系统 ，图7所示为测试系统原理简图 。
3.2试验方案设计3.2.1支承方式
为尽可能的使床身的各阶模态更优质地体现 出了 ，在床身边长加之6个胶水泥垫块用到支持力床身部位 。
3.2.2激励点和响应测点的布置
一样认为表扬点的布置设计的原则是结合设备构造的优点和检验最终目的 ，以不11选5遗漏模态为基础而又尽也许 简化法 ，还有就是表扬点还应避免出现在各阶模态的组件地方 ，组件地方可
3.3模态试验分析结果
采用东方振动噪声研究所模态试验测试分析设备Coinv DASP V10中集总平均法进行模态定阶识别 ，试验后的床身模态频率如表4所示 ，振型如图9所示 。
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表4耐压试验模态阐述但是
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3.4理论与试验对比
通过试验分析得到床身的前3阶固有频率并与其优化后的理论分析结果进行对比 ，如表5所示,各阶振型相同 ，同阶固有频率最大误差为13. 4 % ,说明试验结果与理论分析结果相一致 。
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表5理论上与检验介绍效果的对比
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4结束了之
本文以某工厂研制的叶轮专用加工中心为例 ，通过概念定性分析寻找该制作加工机构床身成分的力量薄弱各个环节 ，有应性需求地提供 提升改变征求意见 。根据相比较 ，提升后的床身成分本身频带宽度有显眼提升 ，接近频带宽度下对应变弯量进行变大 。最后一步根据现场实验验正了该措施的科学性和能行性 。j9九游会平台所得税的结果为促进整套装置的动态性性质确定一个多定的基本条件 。
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