[发明专利]一种基于进给系统结合面的车床刀尖频响函数的预测方法

权利要求书

1.一种基于进给系统结合面的车床刀尖频响函数的预测方法，其特征在于包括以下步骤：

步骤一、将整个车床加工系统进行子结构划分，刀架以外部分的刀具作为子结构Ⅰ，刀架及刀夹内的刀体和工作台作为子结构II，丝母及处于丝母内的部分丝杠作为子结构Ⅲ，丝杠轴承端到丝母端之间的丝杠作为子结构Ⅳ；

步骤二、将处于丝母内部的丝杠与丝母之间的结合面和工作台与导轨之间的结合面等效为矩形结合面，建立矩形结合面模型，得到矩形结合面的刚度矩阵[K]和阻尼矩阵[C]；

步骤三、建立结合部模型，将得到的刚度矩阵[K]和阻尼矩阵[C]带入结合部模型内得到结合部处的位移响应H_i；

步骤四、通过锤击法和Timoshenko梁模型求取各子结构端的频响函数；

步骤五、将子结构Ⅰ、子结构II、子结构Ⅲ和子结构Ⅳ的端部频响函数与结合部处的振动响应耦合，得到车床刀尖点的频响函数。

2.根据权利要求1所述的一种基于进给系统结合面的车床刀尖频响函数的预测方法，其特征在于：步骤二中的刚度矩阵[K]和阻尼矩阵[C]的确定步骤如下：

(1)、建立矩形结合面动力学模型，结合面间结点的位移与速度分别用列阵和列阵δ表示，取列阵和列阵δ的局部坐标分别为α、β；

(2)将结点的局部座标及位移与速度分量代入，得到用结点位移与速度表示的位移模式和速度模式；

(3)结点力列阵为：

[F]=u1‾v1‾ω1‾u5‾v5‾ω5‾......u4‾v4‾ω4‾u8‾v8‾ω8‾T]]>

其中u_i、v_i、ω_i表示位移,

再根据虚位移原理，设结合点的虚位移为λ，外力在虚位移上所作的功与内力虚位移上所作的功相等，得到结合面元的刚度矩阵[K]和阻尼矩阵[C]。