1.2機床動態特性研究概況
效率和質量是先進制造技術的主體。由國內外數控機床的研究狀況w來看, 髙速切削技術可以極大地提高加工效率、產品的質量和檔次,大大縮短生產周期 和提高市場競爭能力。所謂高速切削包括有高切削速度切削;高主軸速度切削; 高進給切削;高速和高進給切削;高生產率切削。現在主軸轉速達到了 20000rpm, 甚至有40000rpm,60000rpm 的出現。進給量更是 30m/min, 40m/min甚至 60m/min。 美國MIKRON公司的是專為磨具生產提供主軸最高轉速超過20000 rpm的高速加 工中心制造商,其一款Hyper機床主軸轉速達到了 60000rpm。用來加工一飛機 箱體類零件僅僅耗時30min,而同樣的零件在一般高速銑床加工需3h,在普通銑 床加工需8h。高速切削加工技術從出現至今被應用于機床行業己經有30多年的 時間,以切削效率高、加工質量好、精度高等特點為機床加工業展示了美好的前 景,并產生了巨大經濟效益。
機床優良的加工性能又與其動態性能緊密相關,機床切削時的振動和變形, 不僅會影響機床的各項精度和工件的表面質量,而且還會降低生產效率和刀具的 耐用度,甚至會降低機床的使用壽命,振動所產生的噪聲還會影響工作環境。對 于數控機床來說,振動的威脅是巨大的。劇烈的振動將使數控機床的驅動裝置、 檢測裝置不能正常的工作,且不像普通機床那樣經常有人看管,因而數控機床產 生的振動不易及時發現并采取相應的措施。現代制造業要求高精度、低粗糙度的 高自動化精密機床,設法提高機床的動態性能,減少和避免振動的發生,保證機 床在額定功率范圍內使用時都不會發生自振,這是機床產品的一項重要研究內容。 許多研究表明,隨著機床加工性能的不斷提高,對機床動態性能的要求也愈來愈 高。垣野議昭早在1978年在日刊《機械〇研究》發表的文章《機床動態特性》中 就提出,顫振和熱變形是影響加工精度和加工效率的主要因素[5]。德國阿亨工業 大學的M.韋克教授在70年代曾較系統地論述了鑒定機床動態特性的意義。他認 為,這種特性往往會對機床功率的利用產生難以預料的影響[6]。所以,對機床動 態特性進行研究具有極其重要的意義。
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