基于切削动力学及其不确定特性的数控机床结构参数分析优化

针对传统数控机床结构设计中较少考虑切削动力学及其不确定特性的问题,提出了基于切削动力学约束和不确定因素的影响,根据目标切削深度对结构进行优化设计的方法。分析切削动力学特性,根据颤振频率分布和整机模态实验确定限制切深的关键部件,以其外部轮廓壁厚和内部筋板壁厚为对象,进行参数灵敏度分析以确定设计参数。将最小临界切削深度与目标切削深度的差值转化为结构动柔度的修改量,在质量、静刚度等条件的约束下,通过对局部结构的修改,在保持质量基本不变的情况下,满足了生产率要求的目标切削深度,并以一台数控加工中心的结构优化设计为例进行了验证。