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)計在機(jī)床故障中，絕大部分故障與機(jī)床主軸振動有直接或間接的關(guān)系。主軸振動不僅影響機(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，無法直接測量主軸的振動情況，在此，傳感器布置在靠近砂輪的主軸箱體平面上，對運動中的主軸箱振動情況進(jìn)行測量。主軸箱振動測試是在不同進(jìn)給速度下測量主軸箱各個方向的振動量，包含加速度、位移、速度、頻率等。通過主軸箱振動試驗可以找到主軸箱運行過程中的可能發(fā)生較大振動的進(jìn)給速度區(qū)域，以解決機(jī)床主軸箱在較大振動狀態(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 方向的振動位移進(jìn)行測量，研究進(jìn)給速度對主軸箱振動的影響。

主軸箱振動試驗

本次試驗使用3相加速度傳感器檢測主軸箱在X 方向的振動位移量，如圖2 所示。

針對機(jī)床正常加工過程中，X 軸的行程范圍和進(jìn)給速度的變化范圍來設(shè)計工作中主軸箱振動實驗方案，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，同時測量每一進(jìn)給速度下的 X 軸振動幅值。振動試驗方案如表 1 所示。

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