寇鵬德

（武威職業(yè)學(xué)院，甘肅 武威 733000）

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

1 礦山數(shù)控機床主軸靜動態(tài)特性

礦山數(shù)控機床主軸結(jié)構(gòu)，直接對礦山數(shù)控機床的零件加工的精準(zhǔn)度。在零件加工過程中，礦山數(shù)控機床主軸結(jié)構(gòu)直接與切割物接觸，承受主軸的動力作用，對主軸結(jié)構(gòu)造成的變形對零件加工質(zhì)量具有很大影響。礦山數(shù)控主軸主要是由一個中空的階梯狀軸承組成，在主軸結(jié)構(gòu)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(shù)控機床主軸系統(tǒng)之中。每一臺礦山數(shù)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(jié)構(gòu)上安裝滑輪、端蓋、螺母等等。礦山數(shù)控機床主軸結(jié)構(gòu)是一個非常多元化組合的結(jié)構(gòu)，應(yīng)當(dāng)滿足材料力學(xué)的相應(yīng)條件，通過將靜動態(tài)特性的綜合分析，判斷礦山數(shù)控機床的工作質(zhì)量與工作效率，滿足機械零件加工的具體要求，不斷優(yōu)化礦山數(shù)控機床主軸結(jié)構(gòu)的設(shè)計方案。

2 主軸靜動態(tài)特性實驗

2.1 實驗內(nèi)容確定

礦山數(shù)控機床主軸靜動態(tài)特性則是礦山數(shù)控機床主軸結(jié)構(gòu)體現(xiàn)出的特征之一，包括頻率、振型、轉(zhuǎn)速、動能等。為了更加直觀的分析礦山數(shù)控機床主軸靜態(tài)特性，在對礦山數(shù)控機床主軸靜動態(tài)特性分析時，可以根據(jù)靜態(tài)特性與動態(tài)特性的相同之處，采用靜態(tài)分析方式，從而降低礦山數(shù)控機床靜動態(tài)特性的分析難度。礦上數(shù)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(shù)控機床主軸的變形程度。礦山數(shù)控機床主軸的動態(tài)特性分析，對于礦山數(shù)控機床的工作能力起到重要作用，值得人們的廣泛關(guān)注。因為，一旦發(fā)現(xiàn)礦山數(shù)控機床主軸動態(tài)特性不明顯，那么會導(dǎo)致機械零件加工過程中磨損主軸，同時數(shù)控機床發(fā)生不穩(wěn)定振動現(xiàn)象。

2.2 實驗過程實施

對礦山數(shù)控機床主軸靜態(tài)特性分析是判斷機床工作系統(tǒng)好與壞的重要標(biāo)準(zhǔn)。因此，對主軸的硬度進行分析，是衡量機床主軸靜態(tài)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(jié)構(gòu)尺寸等等。根據(jù)對應(yīng)公式可以得出，主軸結(jié)構(gòu)的硬度在267.8N/mm至297.9N/mm，只要在這一范圍內(nèi)，都可以認為礦山數(shù)控機床主軸靜態(tài)特性良好。

在國際標(biāo)準(zhǔn)上，礦上數(shù)控機床主軸硬度沒有統(tǒng)一的規(guī)范，但一般的數(shù)控機床主軸硬度都在上述范圍內(nèi)，符合礦山數(shù)控機床主軸工作的基本要求。礦山數(shù)控機床主軸靜態(tài)特性符合一定規(guī)范，能夠幫助礦山數(shù)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(shù)控機床主軸動態(tài)特性研究時，主要是通過描繪主軸動態(tài)頻率狀態(tài)來分析研究對象的振動特性，從而確定主軸動態(tài)特性的最優(yōu)表現(xiàn)。

2.3 實驗結(jié)果分析

圖1 機床主軸動態(tài)特性分析結(jié)果圖

只有不斷優(yōu)化礦山數(shù)控機床主軸設(shè)計方案，才能夠不斷提高礦山數(shù)控機床主軸的應(yīng)用能力，進而提升礦山數(shù)控機床主軸靜動態(tài)特性，最終生產(chǎn)出質(zhì)量高的機械零件。

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

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

3 結(jié)語

礦山數(shù)控機床行業(yè)要求的提高，其主軸靜動態(tài)特性也在不斷改變，從而適應(yīng)更高的機械零件加工要求，適應(yīng)現(xiàn)代化技術(shù)的發(fā)展。

通過對礦山數(shù)控機床主軸靜動態(tài)特性的分析，得出礦山數(shù)控機床主軸相關(guān)數(shù)據(jù)，不斷優(yōu)化礦山數(shù)控機床的設(shè)計，在一定程度上提高礦山數(shù)控機床主軸靜動態(tài)特性，使得礦山數(shù)控機床平穩(wěn)運行。

因此，重視礦山數(shù)控機床主軸靜動態(tài)特性，對礦山數(shù)控機床發(fā)展具有重大影響與指導(dǎo)價值。