論礦山數控機床主軸靜動態特性研究

寇鵬德

（武威職業學院，甘肅 武威 733000）

為了提升礦山數控機床的工作質量與工作效率，確保礦山數控機床的工作穩定性，對于礦山數控機床加工行業具有深遠影響。隨著社會科技水平越來越進步，礦山數控機床加工精準度要求越來越高、工作規模集成化、信息化與科技化相結合，那么對于礦山數控機床行業發展來說都是嶄新的挑戰[1]。礦山數控機床主軸是礦山數控機床的重要部件之一，主軸是影響數控機床整個系統工作的重要內容之一，是礦山數控機床工作過程中最重要的動力系統。礦山數控機床主軸靜動態特性研究，關系著礦山數控機床主軸的使用壽命、礦山數控機床加工機械零件質量與效率。礦山數控機床主軸主要構成部件為多個中空階梯狀的軸承，除此之外，礦山數控機床主軸還包括刀具、工件等，直接影響著礦山數控機床主軸靜動態特性。

1 礦山數控機床主軸靜動態特性

礦山數控機床主軸結構，直接對礦山數控機床的零件加工的精準度。在零件加工過程中，礦山數控機床主軸結構直接與切割物接觸，承受主軸的動力作用，對主軸結構造成的變形對零件加工質量具有很大影響。礦山數控主軸主要是由一個中空的階梯狀軸承組成，在主軸結構的兩端有兩個錐孔，通過安裝支架將中空的階梯狀軸承安裝在礦山數控機床主軸系統之中。每一臺礦山數控機床主軸需要安裝四個軸承、利用八個錐孔將其固定[2]。除此之外，還需要在主軸結構上安裝滑輪、端蓋、螺母等等。礦山數控機床主軸結構是一個非常多元化組合的結構，應當滿足材料力學的相應條件，通過將靜動態特性的綜合分析，判斷礦山數控機床的工作質量與工作效率，滿足機械零件加工的具體要求，不斷優化礦山數控機床主軸結構的設計方案。

2 主軸靜動態特性實驗

2.1 實驗內容確定

礦山數控機床主軸靜動態特性則是礦山數控機床主軸結構體現出的特征之一，包括頻率、振型、轉速、動能等。為了更加直觀的分析礦山數控機床主軸靜態特性，在對礦山數控機床主軸靜動態特性分析時，可以根據靜態特性與動態特性的相同之處，采用靜態分析方式，從而降低礦山數控機床靜動態特性的分析難度。礦上數控機床主軸特性分析，主要分析機床主軸在工作時能夠承受的外在壓力，通過建立外在壓力模型計算礦山數控機床主軸的變形程度。礦山數控機床主軸的動態特性分析，對于礦山數控機床的工作能力起到重要作用，值得人們的廣泛關注。因為，一旦發現礦山數控機床主軸動態特性不明顯，那么會導致機械零件加工過程中磨損主軸，同時數控機床發生不穩定振動現象。

2.2 實驗過程實施

對礦山數控機床主軸靜態特性分析是判斷機床工作系統好與壞的重要標準。因此，對主軸的硬度進行分析，是衡量機床主軸靜態特性的重要方式。硬度的分析，包括軸承前后的間距、軸承材料的物理特性、結構尺寸等等。根據對應公式可以得出，主軸結構的硬度在267.8N/mm至297.9N/mm，只要在這一范圍內，都可以認為礦山數控機床主軸靜態特性良好。

在國際標準上，礦上數控機床主軸硬度沒有統一的規范，但一般的數控機床主軸硬度都在上述范圍內，符合礦山數控機床主軸工作的基本要求。礦山數控機床主軸靜態特性符合一定規范，能夠幫助礦山數控機床主軸的使用與消耗提供根本保障。

然而，在分析礦山數控機床主軸動態特性研究時，主要是通過描繪主軸動態頻率狀態來分析研究對象的振動特性，從而確定主軸動態特性的最優表現。

2.3 實驗結果分析

圖1 機床主軸動態特性分析結果圖

只有不斷優化礦山數控機床主軸設計方案，才能夠不斷提高礦山數控機床主軸的應用能力，進而提升礦山數控機床主軸靜動態特性，最終生產出質量高的機械零件。

圖1是礦山數控機床主軸動態分析效果圖，圖中的橫坐標是主軸的振動頻率，縱坐標則表示礦山數控機床主軸變形的峰值。

通過圖1中的結果，可以發現在礦山數控機床主軸的振動頻率為125HZ時，礦山數控機床主軸變形峰值達到3.5mm，此時就是礦山數控機床主軸動態特性最佳時期。因此，在礦山數控機床主軸靜態特性良好的狀態下，礦山數控機床主軸動態特性也需要維持在一定水平，并且確保礦山數控機床主軸靜動態特性同時處于良好的穩定狀態，只有這樣才能夠不斷優化礦山數控機床主軸結構，提高礦山數控機床主軸的工作效率以及抗壓能力，延長礦山數控機床主軸的使用壽命。

3 結語

礦山數控機床行業要求的提高，其主軸靜動態特性也在不斷改變，從而適應更高的機械零件加工要求，適應現代化技術的發展。

通過對礦山數控機床主軸靜動態特性的分析，得出礦山數控機床主軸相關數據，不斷優化礦山數控機床的設計，在一定程度上提高礦山數控機床主軸靜動態特性，使得礦山數控機床平穩運行。

因此，重視礦山數控機床主軸靜動態特性，對礦山數控機床發展具有重大影響與指導價值。