数控机床是现代加工制造业的重要设备,是机械行业中使用率最高的工具之一,在一定程度上,其产量和技术水平代表着一个国家的制造能力和竞争力水平。高速发展的工业水平和商品市场的供不应求,促进了加工中心的研发生产。随着机床加工行业的迅速发展,对加工中心不仅要求功能要多样化而且要求相对应的加工精度也都要达到一定高度;通过对加工中心进行动态分析,发现问题并得到解决方案是提高加工中心的加工性能与加工精度的有效途径。本文以KVC800型立式加工中心为对象立题研究,开展加工中心关键部件及整机的动静态特性仿真与实验研究,全文综合有限元分析、模态测试及切削加工测试等方面知识于一体,理论与实践相结合,最终目标是为加工中心的优化运行提供依据,提高高速加工中心工作的精度和可靠性。本论文的具体工作包括以下几个方面:1.以KVC800型立式加工中心为对象,在Solid Works中对其进行了实体建模,包括床身、立柱、主轴箱以及工作台等部分,导入Ansys进行模态分析。在加工中心有限元分析时对材料属性、接触对、网格划分、边界条件等参数的设置方法进行了研究。通过分析获得了加工中心整机及关键部件的固有频率、振型等动态特性。该项研究同时为后续模态测试中激励点与响应点的选择提供了依据。2.采用试验模态分析方法分别对床身、立柱、主轴箱以及工作台四个部分进行模态试验,研究了模态试验过程中测试方案、测试系统以及参数设置的确定方法,获取了加工中心工作台、床身、立柱以及主轴箱的试验模态参数,并与有限元模态分析结果进行了对比。3.对加工中心的升速过程进行振动测试,并开展了瀑布图分析,在瀑布图中找到了与有限元模态分析及试验模态分析相对应的突增点。通过分析不同转速下切削加工工件表面粗糙度,进一步验证了在分析所得固有频率对应转速下,加工精度受共振影响。建议KVC800型立式加工中心使用时避免3000RPM与3840RPM主轴转速。