基于模态分析的高速铣削主轴转速选择*

赵旭东，杜 娟，王春燕，王 涛

(太原科技大学机械工程学院，太原 030024)

基于模态分析的高速铣削主轴转速选择*

赵旭东，杜 娟，王春燕，王 涛

(太原科技大学机械工程学院，太原 030024)

分析了高速铣削的特点以及切削加工中的振动现象，研究了高速切削和普通切削中的工件振动对加工精度的影响程度，提出了在高速铣削情形下工件振动会影响加工精度的假设。然后采用振动力学中的谐响应方法分析了铣削加工中工件振动的简化模型，研究了工件在刀具作用力下的振动情形;并通过有限元分析软件进行实例仿真，结果表明在高速切削情况下工件的振动会影响要求较高的加工质量。最后，给出了利用模态分析来优化主轴转速的方法，为高速切削情况下减小振动、提高加工质量提供了一种途径。

高速铣削;模态分析;谐响应;主轴转速

0 引言

一般来说能称为高速加工的，其切削速度为常规的10倍左右，即主轴的转速超过10000r/min，甚至能达到100000r/min。高速加工是一项高新技术，它以高效率、高精度和高表面质量为基本特征，在航天、汽车、模具制造、光电工程和仪器仪表等行业中获得越来越广泛的应用，并已取得了重大的技术经济效益，是当代先进制造技术的重要组成部分。

在普通切削加工情况下，由于一般钢材料工件的刚度较大、固有频率较高，加工中工件的振动不影响加工精度，故一般不对工件进行振动预防，而经常进行的是机床和刀具的振动研究和预防。……