[发明专利]精密机床的质量匹配设计方法

摘要

本发明公开了一种精密机床的质量匹配设计方法，包括：步骤一、确定待分析精密机床设计参数；步骤二、确定待分析精密机床全部自由度；步骤三、利用集中参数法建立所述机床动力学模型；步骤四、利用多自由度系统无阻尼自由振动运动方程，确定所述机床首阶固有频率与各支撑大件质量函数关系；步骤五、建立机床方案设计模型并进行有限元分析，验证所述机床动力学模型的可靠性；步骤六、运用循环迭代算法提取对所述机床首阶固有频率最优的各支撑大件质量关系。本发明能够提高机床加工精度和精度保持性能；提高机床设计效率及实现产品方案设计阶段产品性能预估，减少机床设计盲目性，解决了现有机床设计过程中效率低、难以保证设计最优等问题。

主权项

一种精密机床的质量匹配设计方法，该方法包括以下步骤：步骤一、确定待分析精密机床设计参数，包括支撑大件各外形尺寸、机床加工空间、机床X、Y、Z三向行程及结合面参数；步骤二、根据待分析精密机床仿真激振实验所获得的各支撑大件振动位移特点，确定待分析精密机床全部21个自由度；步骤三、利用集中参数法，将支撑大件的结构质量分散在有限个适当点上的集中质量来置换，结构的弹性用没有质量的当量弹性梁来置换，结构的阻尼假设为迟滞性的结构阻尼，结合部简化为集中的等效弹性元件和阻尼元件，从而建立所述机床动力学模型；步骤四、利用多自由度系统无阻尼自由振动运动方程，确定所述机床首阶固有频率与各支撑大件质量函数关系；M{q··}+K{q}=0]]>式中：M为机床系统的质量矩阵；K为机床系统的刚度矩阵；q、分别为机床的位移和加速度；步骤五、建立机床方案设计模型并进行有限元分析，验证所述机床动力学模型的可靠性；以及步骤六、运用循环迭代算法提取对所述待分析精密机床首阶固有频率最优的各支撑大件质量最优匹配关系。