數(shù)控機(jī)床是現(xiàn)代電子信息技術(shù)、電氣工程技術(shù)及計(jì)算機(jī)發(fā)展的產(chǎn)物，目前已經(jīng)成為機(jī)械制造業(yè)最常用、最重要的機(jī)電一體化設(shè)備。主軸系統(tǒng)作為數(shù)控機(jī)床的關(guān)鍵部件，其動(dòng)靜態(tài)特性直接關(guān)系到機(jī)床的加工性能。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)在機(jī)床故障中，絕大部分故障與機(jī)床主軸振動(dòng)有直接或間接的關(guān)系。主軸振動(dòng)不僅影響機(jī)床的加工性能，而且降低零件表面加工質(zhì)量和刀具壽命。由于機(jī)床主軸結(jié)構(gòu)以及傳感器類型的限制，無(wú)法直接測(cè)量主軸的振動(dòng)情況，在此，傳感器布置在靠近砂輪的主軸箱體平面上，對(duì)運(yùn)動(dòng)中的主軸箱振動(dòng)情況進(jìn)行測(cè)量。主軸箱振動(dòng)測(cè)試是在不同進(jìn)給速度下測(cè)量主軸箱各個(gè)方向的振動(dòng)量，包含加速度、位移、速度、頻率等。通過(guò)主軸箱振動(dòng)試驗(yàn)可以找到主軸箱運(yùn)行過(guò)程中的可能發(fā)生較大振動(dòng)的進(jìn)給速度區(qū)域，以解決機(jī)床主軸箱在較大振動(dòng)狀態(tài)下工作。

由于機(jī)床主軸箱在 X 方向是影響零件加工質(zhì)量的主要敏感方向，本文在自行研制的工具磨床（如圖1 所示）上對(duì)不同進(jìn)給速度、不同行程區(qū)間下主軸箱在 X 方向的振動(dòng)位移進(jìn)行測(cè)量，研究進(jìn)給速度對(duì)主軸箱振動(dòng)的影響。

主軸箱振動(dòng)試驗(yàn)

本次試驗(yàn)使用3相加速度傳感器檢測(cè)主軸箱在X 方向的振動(dòng)位移量，如圖2 所示。

針對(duì)機(jī)床正常加工過(guò)程中，X 軸的行程范圍和進(jìn)給速度的變化范圍來(lái)設(shè)計(jì)工作中主軸箱振動(dòng)實(shí)驗(yàn)方案，取 X 方向快速進(jìn)退刀行程中的一段區(qū)間 70 mm~ 100 mm，正常磨削加工行程區(qū)間 20 mm ~ 50 mm，使 X 軸在兩行程范圍內(nèi)分別以進(jìn)給速度 5 mm/min、10 mm/min、15 mm/min、20 mm/min 往復(fù)移動(dòng)，同時(shí)測(cè)量每一進(jìn)給速度下的 X 軸振動(dòng)幅值。振動(dòng)試驗(yàn)方案如表 1 所示。

本文通過(guò)對(duì)自行研制的工具磨床主軸箱振動(dòng)特性進(jìn)行測(cè)量分析，分別研究了主軸箱在不同行程區(qū)域下X方向的振動(dòng)情況和不同進(jìn)給速度下主軸X方向的振動(dòng)變化規(guī)律。測(cè)試過(guò)程中，記錄了主軸箱在磨削區(qū)X行程范圍內(nèi)的振動(dòng)數(shù)據(jù)，并考察了進(jìn)給速度對(duì)振動(dòng)幅值的影響。