在全國科技創(chuàng)新大會上,胡錦濤總書記指出,科學技術(shù)日益成為經(jīng)濟社會發(fā) 展的主要驅(qū)動力;必須從國家發(fā)展全局的高度,集中力量推進科技創(chuàng)新,必須把 創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展作為面向未來的一項重要戰(zhàn)略。傳統(tǒng)機械產(chǎn)品的構(gòu)成包括動力裝置、 傳動裝置和工作裝置等三部分。其創(chuàng)新可以有多種途徑,包括:創(chuàng)新工作原理或 者說工作裝置、創(chuàng)新運動的驅(qū)動和控制系統(tǒng)以及應(yīng)用數(shù)控技術(shù)和智能技術(shù)進行機 械產(chǎn)品創(chuàng)新。數(shù)控技術(shù)和智能技術(shù)是實現(xiàn)機械產(chǎn)品創(chuàng)新的顛覆性共性使能技術(shù), 其核心的數(shù)字化技術(shù)的應(yīng)用能使機械產(chǎn)品的內(nèi)涵發(fā)生根本性變化,是產(chǎn)品功能極 大豐富,性能發(fā)生質(zhì)的變化,從根本上提升產(chǎn)品的水平和市場競爭力。
數(shù)控技術(shù)在目前來提的最多應(yīng)用最成功最廣泛的莫過于數(shù)控機床[1]。1952年, 為了有效加工飛機機翼樣板曲線輪廓,美國帕森斯公司與麻省理工學院合作,研 制成功世界上第一臺三坐標立式數(shù)控銑床,標志著機械產(chǎn)品數(shù)控化時代的開始; 而且,經(jīng)過隨后幾十年的發(fā)展,各種數(shù)控機床得到了非常廣泛而高水平的應(yīng)用。 數(shù)控裝備技術(shù)發(fā)展也日益關(guān)系到國家工業(yè)戰(zhàn)略地位和綜合國力水平。數(shù)控機床擁 有量和年產(chǎn)量更是衡量一個國家制造業(yè)現(xiàn)代化水平的重要標志[2]。我國對機床工 業(yè)的發(fā)展經(jīng)過幾十年的努力,目前己是機床生產(chǎn)的大國,機床產(chǎn)業(yè)成為了我國國 民經(jīng)濟的重要組成部分。我國的機床產(chǎn)業(yè)已跨入世界第一方陣,但是也應(yīng)看到, 我國所制造的機床中,現(xiàn)代數(shù)控、精密的機床所占比例很小,在中、高檔數(shù)控機 床方面,與國外一些先進產(chǎn)品相比仍存在較大差距,大部分處于技術(shù)跟蹤階段。 目前,存在的差距體現(xiàn)在以下幾個方面:產(chǎn)品仿制多,創(chuàng)新少,市場競爭力不足, 利潤低;設(shè)計方法落后,機床結(jié)構(gòu)設(shè)計,尚處于傳統(tǒng)的經(jīng)驗、靜態(tài)和類比的設(shè)計 階段,很少考慮結(jié)構(gòu)動態(tài)特性對機床產(chǎn)品性能產(chǎn)生的影響,產(chǎn)品精度低,質(zhì)量難 以保證;設(shè)計周期長,成功率低,要經(jīng)過反復設(shè)計、試制與修改,且設(shè)計成本高。 目前我國的中、高檔數(shù)控機床多數(shù)是從國外進口的,隨著社會的發(fā)展,對中、高 檔數(shù)控機床的需求量越來越大,我們必須在中、高檔數(shù)控機床的研制方面盡快接 近國際先進水平。
隨著各類機械產(chǎn)品對精度的要求越來越高,必然要求加工產(chǎn)品的母機一機床, 其加工性能越來越高[3]。數(shù)控銑床作為高精度加工設(shè)備,更是如此。數(shù)控銑床又 稱加工中心,主要適用于加工板類、盤類、模具及小型殼體類復雜零件,能完成 銑、鏜削、鉆削、攻螺紋和用切削螺紋等工序。根據(jù)結(jié)構(gòu)分類可以分為臥式加工 中心和立式加工中心,立式加工中心指主軸軸線與工作臺垂直設(shè)置的加工中心, 其最少是三軸二聯(lián)動,一般可實現(xiàn)三軸三聯(lián)動,有的更是可進行五軸、六軸控制。 立式加工中心立柱高度是有限的,對箱體類工件加工范圍要減少,這是立式加工 中心的缺點。但立式加工中心工件裝夾、定位方便;刃具運動軌跡易觀察,調(diào)試 程序檢查測量方便,可及時發(fā)現(xiàn)問題,進行停機處理或修改;冷卻條件易建立, 切削液能直接到達刀具和加工表面;三個坐標軸與笛卡兒坐標系吻合,感覺直觀 與圖樣視角一致,切屑易排除和掉落,避免劃傷加工過的表面。與相應(yīng)的臥式加 工中心相比,結(jié)構(gòu)簡單,占地面積較小,價格較低,使用非常廣泛。因此,本論文選擇了1060型立式加工中心進行試驗模態(tài)分析,結(jié)合固有頻率、主振型分析,評價了該銑床的動態(tài)特性,找出了整機 的薄弱環(huán)節(jié)。為結(jié)構(gòu)的進一步改進提供了理論依據(jù)。
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