[发明专利]一种圆锯床整机动态工作性能优化设计方法

说明书

技术领域

本发明专利设计机床设计领域，尤其涉及一种圆锯床整机动态工作性能优化设计方法。

背景技术

圆锯床广泛应用于金属材料批量下料，具有高切削效率和高切削精度等优点。锯切不同材料的工件，以及不同的锯切效率要求下，锯床的加工参数总是要不断更新变化。但由于锯床本身结构特性和锯切过程中无法避免的锯切齿频等影响，使锯床产生较大的振动和噪声，影响机床的加工性能。因此，如何选取合适的加工参数保证锯切过程中机床振动小、噪声低，具有重要意义。机床结构的动态性能的优劣直接影响了机床结构系统能否满足高精度、高稳定性、高效率的加工要求。机床结构系统的振动测试是非常重要的动态性能测试内容，振动测试能够真实、充分地再现并揭示影响机床实际加工过程的结构动力学本质。

发明内容

本发明的技术方案为：

步骤a，运用LMS振动噪声测试系统，用锤击试验方法对圆锯片的固有模态进行测试，获得圆锯片的模态频率；

步骤b，运用LMS振动噪声测试系统，用锤击试验方法对锯床各主要部件进行模态测试，得到机床系统固有的结构模态参数，获得锯床各主要部件的模态频率；

步骤c，在锯床进行锯切加工的工况下，测试机床各主要部件的工作模态，获得机床的工作模态频率。并对锤击试验下和锯切工况下机床的模态频率进行汇总分析，得到锯床的共振带频率；

步骤d，根据锯片齿数和转速计算得到锯切齿频。让锯切齿频避开机床的共振带频率和圆锯片的固有频率，从而达到减振降噪、提高机床整机动态性能的目的。

进一步的，所述的步骤a进一步包括：用锤击试验方法对锯片的固有模态进行测试时，锯片的安装方式为原装支撑，按标准安装在锯刀箱上。由于测试环境比较恶劣，选择移动力锤，固定传感器的测试方式。

进一步的，所述的步骤b进一步包括：圆锯床整机固有模态的测试中，测点的布置尽量使其在各部件上平均分配，在重点关注的结合部位置可以适当增加测点，并使其避开模态节点。举例加以说明，如图3所示，根据某圆锯床的实际结构，建立整体的测点布局。如图4所示，对立柱、传动箱和锯片进行局部细化的测点建模。

进一步的，所述的步骤c进一步包括：在锯切工况下测试机床各主要部件的模态时，其测点的选取布置方式与步骤b中的选取方式类似，也是要求尽量选择机床各部件的结合处位置。

进一步的，所述的步骤d进一步包括：当锯片切入工件时，由于受到摩擦阻力等原因，锯片的实际转速稍微下降，导致锯切齿频相比空转时有一点滞后误差，这一误差值约为1％～3％之间。

进一步的，所述的步骤d进一步包括：由于机床设计要求等原因，锯片的锯切齿频属于低频范围。又因为锯床与锯片的模态频率范围一般较广，则锯切齿频必须同时避开其1/2倍频、1/3倍频、1/4倍频……等。

附图说明

图1是本发明圆锯床整机动态工作性能优化设计方法的流程图；

图2是某圆锯机整机简化模型；

图3是结构测试建模示意图；

图4是局部测点建模示意图；

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合附图及实例，对本发明进行进一步详细说明。应当说明，此处描述的具体实例仅仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。

锯床加工参数主要包括锯片转速和锯片水平进给速度，锯片转速影响激励力的频率特性，进给速度影响激励力的大小。这里主要讨论振动频率，因此重点关注锯片转速这一加工参数。

由锯片转速和锯片齿数计算得到锯片的锯切齿频，锯切齿频对机床来说属于外部激励频率，本发明方法的核心就是让锯切齿频避开机床的共振带频率和圆锯片的固有频率，从而达到减振降噪、提高机床整机动态性能的目的。

参见图1中所示，本发明提供的圆锯床整机动态工作性能优化设计方法具体包括以下几个步骤：

步骤11，运用LMS振动噪声测试系统，用锤击试验方法对锯片的固有模态进行测试，获得锯片的固有频率；

步骤12，运用LMS振动噪声测试系统，用锤击试验方法对锯床各主要部件进行模态测试，得到机床系统固有的结构模态参数，获得锯床各主要部件的模态频率；

步骤13，在锯床进行锯切加工的工况下，测试机床各主要部件的工作模态，获得机床的工作模态频率。并对锤击试验下和锯切工况下机床的模态频率进行汇总分析，得到锯床的共振带频率；

步骤14，让锯切齿频避开机床的共振带频率和圆锯片的固有频率，从而达到减振降噪、提高机床整机动态性能的目的。