[发明专利]一种数控机床竖直轴进给系统配重点位置的确定方法

摘要

本发明提供一种数控机床竖直轴进给系统配重点位置的确定方法，在数控机床竖直轴进给系统的设计阶段实现配重点位置的主动设计，使其避开振源频率，最终为实现高精高效切削参数提供理论依据。在竖直轴进给系统的设计初始阶段，给出不同配重点位置下各个导轨滑块副的受力变化区间、各个导轨滑块副的等效刚度的变化区间以及对应的竖直轴进给系统模态频率的分布规律，实现配重点位置的主动设计，为选择合适的主轴转速、切削参数等提供理论依据。

主权项

1.一种数控机床竖直轴进给系统配重点位置的确定方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，利用CAD软件通过建立的CAD模型获取数控机床竖直轴进给系统中竖直移动部件的质心位置，并确定含有移动部件质心位置坐标系的竖直轴进给系统的结构，两导轨之间的跨距，两滑块之间的间距，以及结构的尺寸关系；步骤2，根据尺寸关系，基于力平衡原理分析不同配重点位置、导轨跨距和滑块间距下的导轨滑块副的受力状态，定量计算得出各个导轨滑块副的法向受力和切向受力与配重点位置、滑块间距、导轨跨距之间的关系；步骤3，根据不同配重点位置、导轨跨距和滑块间距下的各个导轨滑块副的法向受力和切向受力数值，结合弹性赫兹接触理论计算出每个导轨滑块副的等效法向刚度与切向刚度；步骤4，根据竖直轴进给系统的结构以及尺寸关系，将动结合部等效为弹簧阻尼单元，将丝杠杆等效为n节点2n自由度的梁单元，将移动部件等效为集中质量单元，采用混合单元法对竖直轴进给系统进行动力学模型等效，得到等效动力学模型；步骤5，根据等效的动力学模型和达朗贝尔原理以及尺寸关系，建立竖直轴进给系统的变系数动力学方程，求解该竖直轴进给进给系统的模态频率分布规律；根据模态频率分布规律得到数控机床竖直轴进给系统配重点位置。