机床动态特性测试与优化设计开题报告

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1、华中科技大学研究生院研究生（选题）报告立式铣车床性能测试与仿真优化学号:姓名:专业:指导教师:院(系、所):华中科技大学研究生院2华中科技大学研究生院一课题的来源、目的、意义，国内外概况和预测31.1课题来源31.2课题研究背景，目的及意义31.3国内外研究现状4二预计的研究内容和达到的要求、技术指标，预计的关键技术、技术方案52.1预计的研究内容52.2拟达到的技术指标62.3预计关键技术62.4预计技术方案6三前期工作9四参考文献10五课题的研究进展计划12六现有的条件、人员（姓名、职称）及主要设备情况13

2、6.1人员配置136.2主要设备情况13七指导教师评语、教研室审查意见1414华中科技大学研究生院一课题的来源、目的、意义，国内外概况和预测1.1课题来源与武汉重型机床集团有限公司合作的技术开发项目。1.2课题研究背景、目的及意义当今世界，工业发达国家对机床工业高度重视，竞相发展机电一体化、高精、高效、高自动化先进机床，以加速工业和国民经济的发展。长期以来，欧、美、亚在国际市场上相互展开激烈竞争，已形成一条无形战线，特别是随着微电子、计算机技术的进步，数控机床在20世纪80年代以后加速发展，各方用户提出更多需求

3、，四大国际机床展早己成为各国机床制造商竞相展示先进技术、争夺用户、扩大市场的焦点。中国加入WTO后，正式参与世界市场激烈竞争，今后如何加强机床工业实力、加速数控机床产业发展，实是紧迫而又艰巨的任务。随着世界科技进步和机床工业的发展，数控机床作为机床工业的主流产品，己成为实现装备制造业现代化的关键设备，是国防军工装备发展的战略物资。数控机床的拥有量及其性能水平的高低，是衡量一个国家综合实力的重要标志。加快发展数控机床产业也是我国装备制造业发展的现实要求。根据中国机床工具工业协会组织用户调查表明，航天航空、国防军工

4、制造业需要大型、高速、精密、多轴、高效数控机床;汽车、摩托车、家电制造业需求高效、高可靠性、高自动化的数控机床和成套柔性生产线;电站设备、造船、冶金石化设备、轨道交通设备制造业需求高精度、重型为特征的数控机床;制造业、生物工程等高技术产业需求纳米级亚微米级超精密加工数控机床;工程机械、农业机械等传统制造行业的产业升级，特别是民营企业的蓬勃发展，需要大量数控机床进行装备。国民经济可以被看成是一部巨型的从资源到产品及服务的转化器，生产这个转化器的就是机械制造业，机械制造业为国家重点建设提供成套技术设备，是关系国计民

5、生、涉及国家经济安全的产业。各个工业化国家经济发展的历史表明，没有强大的机械制造业，就不可能实现国民经济的工业化、现代化和信息化。当今数控机床的发展，除了要求机床重量轻、成本低、使用方便和具有好工艺可能性外，还着重要求机床具有愈来愈高的加工性能。所谓机床的加工性能，14华中科技大学研究生院主要是指机床的加工精度、加工质量和切削效率等方面的指标。为了提高机床的加工性能，在设计上除了合理配置机床部件和控制系统以外，还应尽可能提高机床的静刚度和动态性能。机床的动态性能包括机床在运转状态下的振动、噪声及热变形情况.对于

6、普通数控机床而言，其切削过程中的抗振性和稳定性是最受用户关注的。机床在加工过程中的振动,无论是强迫振动还是自激振动过大,都会降低机床加工的精度和表面质量,影响机床加工效率的发挥。因此,现代机床的发展,越来越重视对机床结构动态特性的研究。机床结构的动态特性主要包括振动固有频率、阻尼比和振型。由于机床结构是多自由度系统,必然存在多个具有特定固有频率、阻尼比和振型的模态。试验模态分析是一种在频域内研究结构动态特性的方法,其特点是理论分析与测试实验密切结合,运用模态参数识别技术得到机床结构的模态频率、阻尼比和振型,从而

7、为机床动态特性的深入研究、分析机床动态薄弱环节及机床结构优化设计提供科学的依据。1.3国内外研究现状国内对机床整体动态特性的研究的现状：1、对整机进行机床静刚度试验，机床抗振性即动刚度试验（1）昆明理工大学杜弈试验方法对MSY7115平面磨床的动态性能研究，用相对激振法激振和稳态正弦共振激励法，分别得到砂轮与工件接触点处的幅频特性图和磨床的各阶模态振型。（2）广西大学陈文锋，毛汉领对MXBS-1320型高速外圆磨床的动态性能使用脉冲激振法进行了试验研究，得到磨床前几阶模态的频率和振型图，寻找出机床振动的薄弱环节

8、和主要振源，并提出一些机床改造的措施。2、对主要零部件进行有限元分析，优化零部件结构的设计（1）东南大学和无锡机床股份有限公司对内圆磨床M2120A床身结构进行有限元分析，得到床身前几阶的固有频率和振型，分析床身的内部筋板布置对结构动态特性的影响。（2）上海理工大学李晓燕对MK7150平面磨床的床身用有限元法进行静刚度分析，找出影响机床加工精度的床身发生最大变形的部位。国外，机床结构的