Моделирование собственных частот и амплитуды вынужденных колебаний вертикально-фрезерного станка

Abstract

Статья содержит описание методики моделирования формы собственных колебаний, а также амплитуды и формы вынужденных колебаний вертикально-фрезерного станка HAAS VF-1. В качестве исходных данных принята имеющаяся в открытом доступе 3D модель несущих элементов, информация о массе и габаритах электродвигателя шпинделя. При подготовке к расчету исходная твердотельная модель идеализирована путем удаления малых фасок, скруглений и отверстий малого диаметра. Подвижные соединения с линейными направляющими качения и шариковыми подшипниками были заменены на жесткие неподвижные, так как гашение колебаний в данных узлах не рассматривалось. В ходе первого расчета были получены десять собственных частот с наибольшими значениями амплитуды колебания. По результатам второго расчета было выявлено влияние компоновки привода шпинделя (соосная установка электродвигателя со шпинделем через кулачковую муфту или соединение при помощи передачи с зубчатым ремнем) и дополнительных устройств для рассеивания энергии колебаний (массовые и структурные демпферы в виде элементов конструкции, сочлененных через пластмассовые втулки) на величину амплитуды вынужденных установившихся колебаний, которые могут возникнуть при обработке детали.