数控插齿机质量优化方法研究  

作　　者：张振赟 董金浩 刘少帅 韩林 

机构地区：[1]天津职业技术师范大学机械工程学院,天津300222 [2]天津市海盛嘉禾能源科技有限公司,天津300450

出　　处：《装备制造技术》2023年第3期15-18,27,共5页Equipment Manufacturing Technology

基　　金：2021年天津市新一代人工智能科技重大专项“揭榜挂帅”(21ZXJBGX00020);国家工信部项目“面向机床行业大中型数控机床关键加工装备项目”(TC210H035-014)。

摘　　要：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。

关 键 词：数控插齿机 低阶固有频率 有限元方法 结构优化 

分 类 号：TH164[机械工程—机械制造及自动化]