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数控插齿机质量优化方法研究

         
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数控插齿机是加工圆柱齿轮的关键设备,其动态性能是影响齿轮加工精度、加工效率的关键因素,而固有频率是评价插齿机动态性能的关键指标之一。以三轴数控插齿机为研究对象,在整机模态分析的基础上,定义结构件质量关联的主要设计尺寸参数,通过正交试验设计,分别揭示包括床身、立柱、转台及主轴箱等在内的结构件质量对低阶固有频率的影响规律。以对低阶固有频率相对敏感的结构件主尺寸参数作为设计变量,采用多因素正交试验设计方法,揭示各结构件质量变化对整机低阶固有频率的影响规律。在此基础上,通过对灵敏结构件关键尺寸设计,在减轻结构件质量的情况下,可有效提高整机低阶固有频率。结果表明,数控插齿机原立柱质量对低阶固有频率影响最为敏感,在对其横向、纵向尺寸优化的基础上,可将低阶固有频率从原始设计的33.1 Hz提升至39.4 Hz,升幅达到19%,而立柱质量优化后从初始1693.8 kg减轻至1632.8 kg,总体降低了3.6%。所提出的结构件质量优化方法,对其他类型机床的结构优化设计具有普遍的指导意义。

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