双电主轴双刀车削车铣复合中心的切削振动特征分析.pdf

第 3期 2 0 1 1年 3月 组 合 机 床 与 自 动 化 加 工 技 术 M o du l a r M a chin e To ol Aut o m a t ic M a n uf a c t ur in g Te c h niq ue NO 3 M a r 2 0 1 1 文章编号 1 0 0 1 2 2 6 5 2 0 1 1 0 3 0 0 0 8 0 3 双电主轴双刀车削车铣复合中心的 切削振动特征分析 木 丛春 晓 刘 恒 吕凯波 景敏卿 西安 交通大 学 机械 电子及 信 息系统研 究所 西安 7 1 0 0 4 9 摘要 由于车铣 复合 中心对 细长轴 的 车 削加 工方 法采 用 的是 双 电主轴 夹持 双 刀对 置 车 削 通 过 对 车铣复 合 中心 的切 削测试 得 出车铣 复 合 中心 双 电主 轴 的旋 转特 性 单 刀车 削加 工特 征 以及 双 刀 对 置加 工特性 测试加 工状 态下的 刀具和 工件 的振 动特性 为加 工参数 的确定 以及 机床 精度 的调 整 和 改善提 供 参考 关键 词 车铣复合 中心 双 电主轴 双 刀 切 削 实验 振 动特征 中图分 类号 T H 1 6 1 6 T G 6 5 文献标 识码 A I l h e Tur nin g Cha r a c t e r is t ics o f Dou bl e s pin dl e a nd Do u bl e t o o l NC M a c h in e CONG C hu n x ia o L I U He n g LV Ka i b o J I NG Mi n q in g I n s t it u t e o f Me ch a t r o n i cs a n d I n f o r ma t io n S y s t e ms Xi a n J ia o t o n g U n iv e r s it y Xi a n 7 1 0 0 4 9 C h in a Abs t r a ct The me t ho d o f t u m mi l l i ng c e n t e r o n s l e n d e r s ha ft t u r ni n g is d o ub l e s pi nd l e cl a mpi ng a nd s ym me t r i c d o u b l e t o o l cu t t i ng Th r o u g h t h e t u r ni ng t e s t i ng o n t u rn mil l i ng ce n t e r c a n g e t r o t a t i o n ch a r a c t e r i s t i cs o f t wo mo t o r i ze d s pi ndl e s a n d t u r n in g ch a r a ct e r is t i cs wi t h o n e t o o l a nd t wo s ymme t r ic t o ol s I t c a n o f f e r r e f e r e n ce t o t h e d e ci s io n o f cu t t i ng p a r a me t e r s a n d i mp r o v e me n t o f ma ch i ni ng a ccu r a cy b y l e a rni ng v i b r a t io n ch a r a ct e r i s t i c s o f t o o l s a nd wo r kp i e c e i n t u m i ng Ke y wo r d s d o u b l e s pi ndl e do u bl e t o o l cu t t i ng e x pe r i me n t vi b r a t io n ch a r a ct e r i s t i cs 0 引言 为 了适 应 国内外 市场 的需 要 满 足用 户 对 高速 高精度及 复合 加 工 的需 求 最 大 限 度 地 一 次性 完 成 所 有零件 的 表 面加 工 机 床 多 轴 复 合 加 工 已 日益普 及 数控机 床 向复合 化发 展 的趋 势 已经相 当明显 精 密 高效 双电 主轴铣 车 车铣 复 合加 工 中心 的 出现 和发展就充 分地体 现 了这 种变 化 的趋 势 马 维新 等介 绍 了德 国西 门子公 司 的 双 主轴 数 控 机 床 并 对 同步 电主轴 进行 了研究 虽 然铣 车 车 铣 复合 加工 中心 的 出现 还 不 到 2 0年 但 发 展 速 度很 快 产 品性 能 越来越 完 善 由于 该 设 备加 工 适 应 能 力 强 工 艺 范 围广 装 夹 次 数少 节 约辅 助 时 间 提 高 加工 精 度 深受 航 天 航 空 兵 器 汽 车 能 源 及 其 他重 点 领 域 用户 的欢 迎 对 于 高 端 领 域 有些 零 件 的特 殊 性 需 要用到特 殊 的加工 方 法 对 于 细长 轴 的加 工 戴 海 港 等设计 了单 刀架 的双 刀 切 削 方 法 许 文 韬 等 设 计 了普 通 机 床 的 上 下 双 刀 对 置 切 削 方 法 徐 增 豪 等介绍 了双 主轴双 刀架 车 削 中心 的特 点 在对 车削过程 中刀具 的实 时 监测 多 采用 测试 刀 架上 的切 削力监测 并且 对车 削工 件 的监 测 比较 困难 一 般 通 过噪声 和表 面质量 来 分析 加 工状 态 大连 机 床 集 团 的车铣 复合 中心 C H D 2 5 A 在 加 工 细长 轴 类零 件 时采用 的是 同步双 电主轴 夹 持和 上下 双 刀对 置切 削 图 1 期望 能解决 加工过 程 中存 在 的表 面加工 质 量 差 的问题 本 文针 对该 车铣 复合 中心 车 削细 长轴 零 件时 的两个 主轴 和 加 工 部 分 通 过 对 加 工 中部 件 的振动位移监测来进行特性分析 1 两主轴 同步空转 时主轴振动特征分析 对 主轴 的振 动监测 采 用 4个 电涡 流 传感 器 分别 监 测两 个 主 轴 卡 盘 位 置 两 个 垂 直 方 向上 的振 动 位 收稿 日期 2 0 1 0 0 9 1 4 基金项 目 国家机床重大专项 2 0 0 9 Z X 0 4 0 1 4 1 0 1 国家 自然基金 面上项 目 5 1 0 7 5 3 1 5 国家 9 7 3项 目 2 0 0 7 C B 7 0 7 7 0 5 轴研 所主轴项 目 2 0 1 0 Z X 0 4 0 1 2 0 1 4 国家 8 6