用户论文精选 | 基于模态分布表的数控车床切削振动诊断分析

BK声学与振动 · 发表于 2018-11-1 16:31

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《噪声与振动控制》

第36卷第6期

2016年12月

文章编号：1006-1355(2016)06-0148-06

赵峰

沈阳鼓风机集团申蓝机械有限公司

沈阳 110869

摘要

为了建立批量型数控车床准确的模态分布表，跟踪记录十余台套车床装配过程中的工艺信息，同时运用动态测试手段获取了装配序列的每组模态参数。总结该型机床的模态分布表，分析出整机中部件结构和装配工艺对整机动态特性的贡献量。对该型机床在各种切削状态下出现的振动问题进行归类，按照振动谱系的振幅特征其可以分为两类：精加工状态下出现的微振动和粗加工状态下出现的强振动。通过多台套机床的加工试验分析发现：精加工状态下，只有部分机床出现这类微振动问题，判断是装配环节的差异性引起的；粗加工重切削状态下，所有的机床都出现了切削振纹现象，判断可能是部件结构或结合面的装配工艺引起的。对照模态分布表，可以诊断出装配序列工艺信息中对微振动影响较大的环节，同时可以分析出部件结构或结合面工艺引起强振动的薄弱环节所在，根据诊断分析结论可对该型机床进行针对性的优化改进。

关键词

振动与波；模态分布表；装配序列；振动谱系；切削振动；诊断分析

中图分类号：TB123；TH113；TK417+.127

文献标识码：A

DOI 编码：10.3969/j.issn.1006-1335.2016.06.029

论文节选

现阶段，国内机床行业的常规设计通常只考虑机床结构的静态特性而忽略了其动态特性的研究，而机床的动态性能对机床的加工精度和加工效率都有直接的影响。特别是对于高转速、高效率的数控机床，在一定条件下，由于其回转部件的不平衡和切削交变力的影响，产生动态激振力，引起切削振动现象。当振幅超出了允许的范围时，将导致加工表面的恶化，加速刀具的磨损，影响加工精度，降低生产效率。严重时，将使机床不能工作。

装配过程环节中，部件装配大多是基于满足几何精度的装配，忽略了对机床动态性能影响很大的结合面装配工艺的控制。进入批量生产时，常出现由于装配问题而导致无法通过出厂切削检验的情况，主要表现为：以用户提出的验收切削标准参数进行切削时，精加工试验中同批次机床有个别出现视觉波纹现象，粗加工重切削试验中全部都出现了切削颤振现象。出现这种问题通常的做法是先按照装配过程工艺逐步排除，再按照部件结构逐个替换的方法进行诊断，解决方式费时费力，而且不一定能找到问题根源。

国内专家学者对于切削故障研究主要集中在切削颤振机理及在线故障诊断上，对上述机床动态设计及装配环节动态特性问题研究较少，而该问题的解决能够为机床提供故障诊断依据，并且提高了产品整机的动态性能，有很重要的研究价值。

以一台量产卧式数控车床为研究对象，采用跟踪装配过程的方法测试其每个装配环节的模态参数，建立模态分布表。对机床切削过程中产生的振动，按照振动幅值由低到高划分，建立机床的切削振动谱系：微振动和强振动。通过切削试验分别对微振动和强振动进行研究，结合模态分布表，分析判定产生故障的主要环节，如图1所示。

图1 总体技术研究路线

完整版论文：

链接: https://pan.baidu.com/s/1kJINZk4Si90L6wJFA2dMuQ 提取码: jgbp

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