数控龙门铣床是加工大型模具的主要设备之一。由于龙门铣床在工程中使用常常发生机械谐振的问题,山东天润嘉禾龙门铣床厂家结合实验数据对产生振动的原因进行了分析,提出了减小振动的方法。实验结果表明,该方法对降低所改造的数控龙门铣床振动有较好的效果。
实验和分析表明增大速度环增益可以提高进给系统速度环谐振频率,这对于提高系统的通频带宽度和快速响应能力是有利的,同时也提高了零件的加工质量。但过大的增益会引起系统失稳,斜坡跟踪曲线表明系统有很大的超调,已经濒临失稳。
但在切削实验过程中我们还发现当主轴转速为200r/min,用六刃端面铣刀进行粗加工时机床也会发生比较剧烈的振动。按照上面的实验结果可以看出,这种切削工况下的切削力激振频率接近于机床进给系统的一阶机械谐振频率(22hz),激发了进给系统的一阶机械谐振频率。
工程常用的减小机械谐振的方法有:提高传动系统刚度,增大机械阻尼,采用校正网络等。对于旧机床改造,要采用增大机械阻尼或校正网络等措施是困难的,因此我们根据机床实际情况对机床进给系统作了一些尽可能的调整,如增大了丝杠的预紧力,重新调整了丝杠两端的轴承游隙以及滚珠丝杠螺母副的间隙等机械传动环节。通过调整,机床进给机构的刚度有了一定程度的改善,再以上述工况进行加工时,机床振动也明显地减小。
在龙门铣床数控化改造过程中,引起机床进给系统谐振的原因可分为速度环谐振和机械谐振两种。对于速度环谐振,可在系统稳定的前提下通过调整速度环增益值来提高速度环谐振频率;对于机械谐振,应尽可能调整进给系统机械传动环节的刚度,从而提高机械谐振频率。