数控磨床振动试验研究.pdfVIP

学兔兔 第6期(总第181期) 机 械 工程 与 自动 化 No．6 2013年 12月 MECHANICAL ENGINEERING AUTOMATION Dec． 文章编号：1672-6413(2013)06-O117-03 数控磨床振动试验研究 邱 波 (无锡机床股份有限公司 技术中心，江苏 无锡 214061) 摘要：数控磨床在磨削时产生的振动会影响加工工件的表面质量及圆度，并产生振纹。因此．对磨床系统的 振动研究是很必要的。寻找振动源并获取减小振动的方法，是研究磨床振动的最终目标。通过高性能计算机 及其采集、分析软件的应用，为研究振动提供了可靠的手段。 关键词：振动；频谱图；瀑布图；数控磨床 中图分类号：TG596 文献标识码：A 0 引言 机等主要回转体经过动平衡后，其绝对振动的幅值会 在工业生产中，由于磨床零件和部件制造加工精 很小而不足以影响精度，可以不必考虑空运转的绝对 度不符合设计要求、回转体本身的不平衡、液压系统中 振动。但由于磨床的精密性，其刀具为磨削砂轮，而砂 油液的波动、周期切削力等引起磨床结构系统的强迫 轮存在一个动态平衡问题，该因素对磨床振动是非常 振动，其激起的磨床部件之间的相对振动幅值将影响 敏感的。此外，空运转绝对振动的频谱分析有助于分 加工工件的精度，如圆度、表面粗糙度等。磨床系统的 析引起振动的原因。 绝对振动幅值通常是大于砂轮和工件之间的相对振幅 2．1 整机空运转试验 的，虽然这不会严重影响加工精度，但是当绝对振幅较 整机空运转的试验目的是为了弄清机床内部存在 大时，会引起用户的不安，产生不安全感，从而影响磨 的强迫振动振源的状况，即强迫振动的振源可能在哪 床的销售。因此，磨床振动的研究应该建立在对实际 些环节，它们对加工表面振纹的影响是怎样的。首先， 磨床进行试验和测量的基础上，发现其中的振动特征， 分别开动机床上各电机，测量工件与砂轮之间的相对 找出规律，为机床优化设计提供依据。 振动和各部件的绝对振动的振动幅值，拾取幅频曲线。 本公司进行磨床振动试验主要有两方面的目的： 如图1所示，当机床振动系统在一倍频64 Hz处 ①拾取振动幅频谱图，以便于进行频谱分析；②获取机 出现最大振动峰值68．6×l0 m／s时，一定是由于磨 床振动瀑布图，分析磨头主轴最佳磨削转速。 床砂轮旋转不平衡的惯性力和机械传动过程中的干扰 1 试验设备的选用 力所引起。在早期的机床振动研究中，振幅值一般选 本公司使用的振动试验设备是比利时LMS公司 取位移值，单位为 m，这样虽然比较直观，但不能正 生产的 Test．Lab振动噪声测量分析系统，其中， 确反映机床振动的激烈程度。通常在做试验时，我们 Spectral Testing是专门设计用来进行振动谱分析的 更关心机床振动的激烈程度，即机床振动烈度，该参数 软件模块，Signature Testing信号特征测试分析模块 能够完全反映出机床振动的状态。振动烈度的单位为 可以实时监控、采集所有转速下的频谱曲线，配上丹麦 m／s，是一个速度单位。虽然通过数学微积分，用软件 BK公司的速度传感器及转速信号传感器，使得试验 的方法可以在各单位之问转换，但经过实际检验，