车铣加工中心把车削方法和铣削方法的各自工艺特点进行结合,可实现工序集中、基准统一的高效率、高精度加工。鞍座、主轴箱和底座等是车铣加工中心的主要部件,其结构的设计参数、强度及载荷下的位移变形都会直接影响机床的加工精度。随着国产机床的加速升级,解决其主要结构部件的动态特性问题以及尽早地发现其加工过程中的故障问题显得尤为重要。本课题以JML-350车铣加工中心为研究对象,利用Inventor有限元分析软件,针对车铣加工中心的主要部件进行了应力应变、位移变形等性能分析,并对其结构需要优化的地方提出了改进举措。同时,通过采用以信号处理技术为基础的振动分析方法,以轴承为例,提出了一种基于周期势函数的多稳态增强随机共振法,实现了车铣加工中心旋转部件的早期故障微弱特征的最优增强与提取。主要研究内容如下:1.从模态分析的基本理论和有限元理论两个方面对机床动态特性分析进行阐述。通过比较,阐明了试验法动态特性研究理论的优越性及其建模的假设条件,分析方法和步骤。2.阐明了重心驱动方式的基本原理,并利用这种方法对车铣加工中心的驱动机构进行了建模分析,导出了数学方程。阐述了机床结合面影响因素的处理方法,同时,在一定假设条件下,对其动态特性进行了分析,并通过特性参数公式推导,证明了该方法的适用性。3.选用Autodesk Inventor Professional软件作为机床有限元分析工具。分别对车铣加工中心的鞍座、滑座、主轴箱、尾座、尾座轨道、尾座底板、底座等进行动态特性分析,按照设计要求,最大限度地施加载荷和约束,对比机械结构的材料物理特性参数,分析应力应变、位移、安全系数等主要数据数值。最后,根据分析结果,验证了设计参数的正确性。指出了需要优化的部件位置,为车铣加工中心的设计制造提供了一种较为简便、快捷、可靠的动态特性分析方法。4.基于周期势函数提出了自适应多稳态随机共振新方法,不仅能够利用噪声增强与提取故障特征,而且能够通过改变稳态个数以及阱宽阱深的位置实现随机共振的自适应控制,实现高速高精机床轴承的故障诊断。