薄弱環(huán)節(jié)分析及改進方案
4.5薄弱環(huán)節(jié)分析及改進方案總體看各個主振型分析，VMC1060立式加丄屮心的動態(tài)特性還是比較理想的，并且模態(tài)試驗前的各項性能試驗測出加1:過程屮其精度也迠非常高，能滿足一般生產(chǎn)的各項基本要求。但是通過前十階的模態(tài)主振型分析吋以看出該機床主軸箱問題明顯，從一階到十階幾乎每階都會科主軸箱的扭轉(zhuǎn)、擺動等現(xiàn)象。主軸箱X方向和上下擺動比較明顯，而且扭轉(zhuǎn)問題突出，可知主軸箱剛度不足，易造成振動，而主軸箱振動將直接影響鏜銑粘度和銑削表面質(zhì)量，主軸箱是本機床薄弱環(huán)節(jié)和需要改進部件。此外工作臺有上下擺動現(xiàn)象，這與工作臺和床身結(jié)合面有關(guān)，相比較此方面影響較小，為了 PJ■操作性和經(jīng)濟性考慮考慮，不對其做任何處理。主要問題還是在主軸筘上面。該加工中心也是經(jīng)過數(shù)次改進后的成熟產(chǎn)品，但是后期經(jīng)客戶反映在加工過程中35〇Orpm、5000rpm、5500rpm、6000rpm四個轉(zhuǎn)速段機器噪聲過大且加工精度不夠的問題明顯，反復(fù)找尋原因無果。通過整機模態(tài)試驗一系列工作并且分析該主軸箱結(jié)構(gòu)發(fā)現(xiàn)，這幾個轉(zhuǎn)速正是機床前幾階的固有頻率對應(yīng)的轉(zhuǎn)速。設(shè)計h的某些缺陷導(dǎo)致了加工過程中固有頻率與加工頻率相同發(fā)生了共振從而引發(fā)了該問題。該主軸箱箱體為平行四邊形結(jié)構(gòu)，在空間上平行四邊形本身就是不穩(wěn)定結(jié)構(gòu), 而且外形上跟主軸座相連的裝主軸的盒子過大，于是我們針對此缺陷提出改變箱 體外形形狀，尺寸減小，把主軸箱箱體平行四邊形結(jié)構(gòu)改為三角形結(jié)構(gòu)，筋板筋 板的布置進行加強，在內(nèi)部布置加強筋從上部貫穿到底部，增加鑄件壁厚，通過 改變外形形狀優(yōu)化結(jié)構(gòu)自身不穩(wěn)定的問題，合理的布置加強筋加強肋則可以很大 程度上的優(yōu)化剛度不足的問題，進而提高剛度，使得機器固有頻率與加工頻率不 等，避開加工零件時的共振區(qū)，進而提高機床動態(tài)特性達(dá)到提高機床精度的目的。在方案提出后企業(yè)有針對性的對主軸箱進行相應(yīng)的改進，.后續(xù)還需要對機床 進行相應(yīng)的性能試驗，主要包括機床空運轉(zhuǎn)絕對振動試驗；空運轉(zhuǎn)相對振動試驗； 切削抗振性試驗；正弦絕對激振試驗。其中機床空運轉(zhuǎn)絕對振動試驗是機床主軸 分別在正、反轉(zhuǎn)各級轉(zhuǎn)速下，且試驗時主軸從低轉(zhuǎn)速至高轉(zhuǎn)速，逐級對機床主軸 箱部件在三個坐標(biāo)方向的絕對振動情況按點位進行測量，并在最大振動狀態(tài)下， 做出絕對振動頻譜分析。由于機床在空運轉(zhuǎn)狀態(tài)下的絕對振動大小直接影響到機 床零件的疲勞使用壽命和機床精度的可保持性。機床振動在一定形態(tài)上反映出機 床結(jié)構(gòu)設(shè)計水平，制造零件質(zhì)量水平，裝配質(zhì)量水平，它的好壞直接反應(yīng)在加工 零件的精度和表面粗糙度。空運轉(zhuǎn)相對振動試驗是機床主軸在各級轉(zhuǎn)速下正、反 轉(zhuǎn)時，測量主軸相對于刀架的振動，并在最大幅值的運動狀態(tài)下，做相對振動的 頻譜分析。機床主軸相對于刀架的振動大小直接影響到被加工零件的表面粗糙度 和精度，是機床主要動態(tài)性能指標(biāo)之一。切削抗振性試驗是對短件及長試件分別 進行極限切寬試驗，以不產(chǎn)生顫振的最大切削寬度定義極限切削寬度，試驗過程 中用儀器監(jiān)測機床各部件的低階共振頻率。機床切削顫振試驗是評價機床動態(tài)， 特性的主要方法之一，其好壞直接影響機床利用效率、零件加工粗糙度等。正弦 絕對激振試驗是通過激振找出各主要部件的最大動柔度和薄弱環(huán)節(jié)，并以此評價 各主要部件的動剛度是否匹配。激振試驗與切削試驗互為補充，是評價機床動態(tài) 特性的主要方法之一，通過試驗可間接評價機床的切削抗振性，對低階共振固有 特性進行優(yōu)化改進，可大幅度提高機床切削抗振能力。通過上述四種試驗對改進 后的機床進行試驗驗證，評價薄弱環(huán)節(jié)是否確實改善。遺憾的是由于時間關(guān)系， 截止到論文完結(jié)該機床的結(jié)構(gòu)改進尚未完成，無法得到詳細(xì)的檢測數(shù)據(jù)，但是本 論文對整個試驗理論及實驗方案設(shè)計、步驟的進行、改進的意見以及改進后的驗 證試驗均做了詳細(xì)說明，可以為機床行業(yè)各工作者今后的類似工作提供借鑒參考。4.6本章小結(jié)本章先簡單介紹了對VMC1060立式加工中心進行試驗?zāi)B(tài)分析所需的儀器 設(shè)備，以及試驗過程中的相關(guān)傳遞函數(shù)測試。通過模態(tài)分析軟件對傳遞函數(shù)進行 曲線擬合，識別得到機床整機的試驗?zāi)B(tài)參數(shù)。最后對機床的薄弱環(huán)節(jié)進行了簡 單分析，并提出了初步的修改意見。本文采摘自“VMC1060型立式加工中心試驗?zāi)B(tài)分析”，因為編輯困難導(dǎo)致有些函數(shù)、表格、圖片、內(nèi)容無法顯示，有需要者可以在網(wǎng)絡(luò)中查找相關(guān)文章！本文由海天精工整理發(fā)表文章均來自網(wǎng)絡(luò)僅供學(xué)習(xí)參考，轉(zhuǎn)載請注明！