数控机床作业中的共振现象

山南

　　数控机床作业中的共振现象

　　数控机床较好地解决了杂乱、精密、小批量、多品种的零件加工问题，是一种柔性的、高效能的自动化机床，代表了现代机床控制技术的发展方向，是一种典型的机电一体化产品。

　　什么是共振现象

　　共振是一种常见的物理现象。振荡的物体，每秒钟完满足振荡的次数称为这种振荡的频率，单位是赫兹。振荡又分为自在振荡（无周期性驱动力）和受迫振荡（有周期性驱动力）两种类型。物体产生无周期性驱动力的自在振荡时，振荡的频率是由本身的质量、几何形状、原料等要素决定的，这种振荡的频率称为物体的自激振荡频率。一般状况下，对同一物体而言是一个固定值。而物体在外加的周期性驱动力下做受迫振荡时，振荡频率就不再按照自激振荡频率了，而是与驱动力的频率相同。当受迫振荡中，物体受到周期性驱动力的频率与物体本身的自激振荡频率相同时，将会产生共振现象，这种状况导致的结果是使物体的振荡起伏远远大于非共振状况。咱们生活中也有很多共振现象的实例。例如，1831年，一队英国士兵在经过曼彻思特附近的布劳顿吊桥时，吊桥产生了坍毁；无独有偶，1849年，一对法国戎行在经过昂热市曼恩河上一座大桥时，也产生了同样的悲剧。物理研讨标明，这两座大桥都是因为士兵们整齐划一的脚步频率引发了共振才坍毁的。因而，今天，世界上任何一个国家的任何一只部队，无论军纪有多么严格，在经过桥梁的时分，指挥官都会命令将齐步走改为散步走，以打乱脚步频率，防止桥梁共振坍塌。

　　共振现象对机床加工精度的影响

　　产生共振现象因为导致振荡起伏加大，因而对机床的加工质量有很大的影响。首先，共振形成的振幅过大会改动刀具和工件的正常运动轨迹，引起二者之间相对位置产生偏移。这样不只降低了加工表面的质量和尺度精度，使工件表面粗糙程度添加，乃至呈现振荡波纹，同时，因为刀具的正常切削条件被打破，也会导致刀具磨损加速，使用寿命削减。其次，被损坏的不只是刀具。因为振幅过大导致机床各零部件之间产生松动和异常磨损，因而大大削减了机床整体的加工精度、作业效率和使用寿命。Z后，振幅过大还会带来很多不必要的噪声，对出产环境形成噪声污染，影响操作工人的作业专注度，危害他们的身心健康。

　　如何削减共振产生

　　以铣床为例，研讨发现，铣床在切削作业中，自激振荡频率一般在35赫兹到55赫兹之间，即每秒完成35到55次全振荡；而受迫振荡的驱动力频率一般在26赫兹到66赫兹之间。由此可见，铣床一般的自激振荡频率恰在受迫振荡驱动力频率区间之内，导致共振现象时分产生。要想防止呈现共振现象，就要使机床的自激振荡频率脱离驱动力频率这个区间，使其高于66赫兹或低于26赫兹。这必须经过改动机床规划结构和资料来完成。再比如，机床在进行大件焊接时，焊接结构一般都属于薄壁机构，这也是一种容易产生共振的结构。为添加板壁的自激振荡频率，以防止共振，就应该对薄壁加装加强肋结构，肋条应该选择质量轻、刚度大的资料，安装时，惯性矩要大，形心矩要小。以轻型钢结构方式和波纹板做板壁加强肋效果Z好。https://www.jc35.com/