1前言
數(shù)控加工中心的生產(chǎn)和技術(shù)代表著一個(gè)國(guó)家機(jī)械行業(yè)最基本的制造水平與能力，雖然現(xiàn)在時(shí)代科技創(chuàng)新涌現(xiàn)，數(shù)控技術(shù)快速發(fā)展，數(shù)控加工中心的精度具備了創(chuàng)造一定高頂級(jí)的產(chǎn)品，但與國(guó)外相比，還有很大的差距。為了提高數(shù)控加工中心的加工精度，數(shù)控加工中心的振動(dòng)問(wèn)題就需要得到解決。可以利用振動(dòng)試驗(yàn)的結(jié)果，來(lái)分析怎樣提高加工中心的抗震性能。它是解決加工中心振動(dòng)問(wèn)題的重要方法，尤其是振動(dòng)試驗(yàn)分析了加工中心的抗震性能。目前，許多學(xué)者將振動(dòng)實(shí)驗(yàn)與加工中心的理論相結(jié)合，研究加工中心的振動(dòng)性能。然而，對(duì)振動(dòng)試驗(yàn)的內(nèi)容、方法和方法還沒(méi)有系統(tǒng)的探討。
2數(shù)控加工中心整機(jī)振動(dòng)測(cè)試的大概內(nèi)容
數(shù)控加工中心的振動(dòng)問(wèn)題基本上分為幾類(lèi)，因此，在這個(gè)基礎(chǔ)上，把固有頻率和阻尼比、振型、動(dòng)剛度、振動(dòng)響應(yīng)等指標(biāo)作為加工中心的試驗(yàn)因素，應(yīng)考慮這些因素評(píng)價(jià)加工中心的振動(dòng)阻力和后續(xù)振動(dòng)分析和結(jié)構(gòu)優(yōu)化具有重要意義。
2. 1數(shù)控加工中心振動(dòng)的原因
為了對(duì)數(shù)控加工中心整機(jī)振動(dòng)進(jìn)行測(cè)試，我們必須知道造成加工中心振動(dòng)的一些原因。
(1)工件粗糙、形狀不規(guī)則、質(zhì)地不均勻?qū)е碌目涨换蛏把邸?/p>
(2) 刀具選擇不合適，工件夾緊程度不夠。
(3) 加工中心導(dǎo)軌有磨損、傳動(dòng)系統(tǒng)齒輪間隙配合有誤差、軸承力過(guò)大。
(4) 加工中心附近的大型振動(dòng)設(shè)備干涉。
2.2振動(dòng)測(cè)試的內(nèi)容
(1) 固有頻率：數(shù)控加工中心的許多部件由他們的自由度構(gòu)成了一個(gè)相對(duì)平衡的系統(tǒng)，各自由度有各自對(duì)應(yīng)的固有頻率，當(dāng)這些部件工作運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，機(jī)器會(huì)相應(yīng)的產(chǎn)生振動(dòng)，這是一種相對(duì)劇烈的振動(dòng)，而且在現(xiàn)實(shí)中會(huì)產(chǎn)生噪音污染。所以在加工中心加工過(guò)程中，要明確什么樣加工中心有著什么樣的固有頻率，以防止振動(dòng)事故的產(chǎn)生，避免造成工業(yè)事故損失。
(2) 阻尼比：數(shù)控加工中心的阻尼比是數(shù)控加工中心抗震性能的重要組成部分。因此，有必要了解加工中心各部分的阻尼比，在動(dòng)態(tài)測(cè)試中觀察個(gè)部分的阻尼比，并分析最佳狀態(tài)下的阻尼比，用以提高加工中心的減震性能能力。
(3) 振動(dòng)模態(tài)：振型反映加工中心的共振頻率，該部分的振動(dòng)狀態(tài)對(duì)應(yīng)于固有頻率。這是必要的，測(cè)試低階固有頻率的振型模式，可以看出哪部分機(jī)器振動(dòng)大部件需要進(jìn)行優(yōu)化，以減弱系統(tǒng)的振動(dòng)。
(4) 動(dòng)態(tài)剛度：機(jī)器在運(yùn)行過(guò)程中，動(dòng)態(tài)剛度指抵抗變形的能力。它的數(shù)值等于產(chǎn)生單位振幅所需的單位數(shù)，它是評(píng)價(jià)加工中心抗震性能的一個(gè)重要指標(biāo)。可以看出，動(dòng)態(tài)剛度的變化形式的功能，機(jī)器的動(dòng)態(tài)剛度最小。
(5) 振動(dòng)響應(yīng)：振動(dòng)響應(yīng)是測(cè)試的關(guān)鍵其中的數(shù)據(jù)，振動(dòng)響應(yīng)的幅度和時(shí)間相關(guān)精度，還影響零件的疲勞和刀具磨損等。加工中心主軸振動(dòng)試驗(yàn)，加工中心振動(dòng)在怠速狀態(tài)下的動(dòng)態(tài)特性也進(jìn)行了測(cè)試。對(duì)于加工中心來(lái)說(shuō)，響應(yīng)不僅與零件有關(guān)疲勞損傷有關(guān)，而且與零件的加工精度有關(guān)，另外，在數(shù)控加工中心的振動(dòng)測(cè)試中，需要考慮加工中心的工作狀態(tài)。
2. 3測(cè)試的原理
實(shí)驗(yàn)?zāi)B(tài)分析的基礎(chǔ)上。系統(tǒng)的采集和輸出狀態(tài)下，得到了加工中心固有頻率的模態(tài)參數(shù)。通過(guò)測(cè)量阻尼比和振型，對(duì)加工中心進(jìn)行
X表示系統(tǒng)響應(yīng)向量，H表示頻響函數(shù)的矩陣
測(cè)試通常基本采用加速度傳感器接受響應(yīng)，力傳感器振動(dòng)分析軟件，繪制通道頻率響應(yīng)曲線通過(guò)分析頻率響應(yīng)函數(shù)、阻尼比和振型等重要數(shù)據(jù)，得到固有頻率矩陣顯示的物理特性，在一個(gè)相對(duì)簡(jiǎn)單的測(cè)試，頻率響應(yīng)函數(shù)矩陣通常只需要獲取一行或該列，可以了解系統(tǒng)的固有特性。因此，對(duì)應(yīng)于兩種測(cè)試方法，即單點(diǎn)振動(dòng)法(對(duì)應(yīng)于線路的頻響函數(shù)）和單點(diǎn)振動(dòng)法（頻響函數(shù)對(duì)應(yīng)列表）
3整機(jī)振動(dòng)測(cè)試的流程
(1) 確定試驗(yàn)內(nèi)容：考慮產(chǎn)生機(jī)器振動(dòng)的原因，確定實(shí)驗(yàn)進(jìn)行的內(nèi)容，模態(tài)測(cè)試是必不可少的實(shí)驗(yàn)，是加工中心的動(dòng)態(tài)基礎(chǔ)，也是工具和軸承的動(dòng)剛度測(cè)試的內(nèi)容，對(duì)研究加工中心的振動(dòng)特性有很大幫助。
(2) 準(zhǔn)備測(cè)試設(shè)備：測(cè)試內(nèi)容和準(zhǔn)備測(cè)試，目前，許多振動(dòng)測(cè)試設(shè)備，每一個(gè)都有自己的特點(diǎn)，技術(shù)也比較成熟，但是現(xiàn)階段國(guó)內(nèi)測(cè)試設(shè)備相對(duì)于國(guó)外的設(shè)備還是有一定的差距。所以對(duì)于機(jī)器的振動(dòng)測(cè)試，我們可以選擇一個(gè)比較好的振動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)，可以根據(jù)企業(yè)的經(jīng)濟(jì)狀況和需要性能選擇測(cè)試設(shè)備。
(3) 建立實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)：安裝勵(lì)磁機(jī)，安裝多個(gè)勵(lì)磁機(jī)能獲得相對(duì)準(zhǔn)確的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，振動(dòng)器同時(shí)振動(dòng)方向應(yīng)與主方向相同，連桿而且要固定，鏈接計(jì)算機(jī)系統(tǒng)與數(shù)據(jù)測(cè)試儀，搭建完整的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。因此，在這種條件的情況下，最好選擇一個(gè)三維加速度計(jì)振動(dòng)傳感器。應(yīng)根據(jù)實(shí)驗(yàn)的頻率范圍進(jìn)行分析，選擇固定的方式，螺栓連接在剛度測(cè)試中，必須使用一個(gè)由單錘或勵(lì)磁機(jī)（電磁、電液勵(lì)磁等）產(chǎn)生的振動(dòng)器。為了獲得準(zhǔn)確的測(cè)試結(jié)果，對(duì)于振動(dòng)機(jī)的使用是必要的，這就要求同時(shí)激發(fā)多個(gè)振子實(shí)驗(yàn)中，柔性桿與激振點(diǎn)連接傳感器和執(zhí)行器設(shè)置在數(shù)據(jù)線與數(shù)據(jù)分析儀連接后，數(shù)據(jù)分析儀連接到計(jì)算機(jī)振動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)。
(4) 振動(dòng)測(cè)試:測(cè)試加工中心的工作狀態(tài)線的變化，如主軸轉(zhuǎn)速的變化，進(jìn)給變化等，也對(duì)傳感器該裝置進(jìn)行調(diào)整，以滿足不同的測(cè)試要求收集數(shù)據(jù)并存儲(chǔ)數(shù)據(jù)。
(5) 導(dǎo)出數(shù)據(jù)等測(cè)試數(shù)據(jù)分析：使用數(shù)據(jù)分析軟件測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，然后評(píng)估機(jī)器的抗震性能，分析的主要內(nèi)容是測(cè)試上述內(nèi)容數(shù)據(jù)，確定最小振動(dòng)的數(shù)值。
4結(jié)語(yǔ)
數(shù)控加工中心征集振動(dòng)測(cè)試探討有著很大的意義，對(duì)于數(shù)控加工中心減震性能有著很好的幫助，凈化工作環(huán)境，提高工作效率，保護(hù)機(jī)床壽命等等優(yōu)點(diǎn)。在測(cè)試數(shù)控加工中心整機(jī)振動(dòng)時(shí)需要了解它的原理，明確實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。實(shí)驗(yàn)對(duì)加工中心振動(dòng)產(chǎn)生的原因進(jìn)行了歸納和總結(jié)，包含了阻尼比，振型，動(dòng)剛度，振動(dòng)響應(yīng)等一些因素。根據(jù)振動(dòng)試驗(yàn)的要求，提出了整機(jī)的振動(dòng)試驗(yàn)過(guò)程，分析振動(dòng)試驗(yàn)系統(tǒng)、振動(dòng)試驗(yàn)、試驗(yàn)數(shù)據(jù)等關(guān)鍵步驟。
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