怎樣測試數(shù)控加工機床的動態(tài)性能？

機床動態(tài)性能測試是對機床整機動態(tài)參數(shù)和動態(tài)行為的辨識。根據(jù)測量機床在一定激振力激勵下所表現(xiàn)的振幅與相位隨頻率變化的特性，評價機床的動態(tài)性能、識別動態(tài)參數(shù)、驗證和修正有限元分析等理論模型，找出機床結(jié)構(gòu)的薄弱環(huán)節(jié)，從而改進機床的設(shè)計，提高機床的動態(tài)效率和動態(tài)精度。其主要內(nèi)容有：

1）固有頻率的測定。機床是由若干零部件組成的多體多自由度系統(tǒng)，每個子系統(tǒng)都可能對應有一個或若干個固有頻率。例如，固有頻率較低的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)件和固有頻率較高的主軸 刀具系統(tǒng)。在機床整機動態(tài)性能測試中，通常僅關(guān)注對機床動剛度有較大影響的低階固有頻率，特別是前幾階固有頻率。測定機床的低階固有頻率對預防共振的出現(xiàn)、改善機床的動態(tài)性能有重要的意義。

2）模態(tài)振型的測試。機床結(jié)構(gòu)對應每個固有頻率都有一個相應的模態(tài)振型，它反映了機床在某一共振頻率（固有頻率）下的整機振動形態(tài)，可直觀地發(fā)現(xiàn)在該頻率下振動較大的部件及其振動特征，即結(jié)構(gòu)的薄弱環(huán)節(jié)，為機床改進設(shè)計提供方向。

3）阻尼比的識別。阻尼比是表征機床抗振性的指標之一。通過對幅相特性曲線的分析，可以識別各階固有頻率下的阻尼比。增大機床的阻尼可以提高機床的動態(tài)剛度，擴大切削穩(wěn)定性葉瓣圖的穩(wěn)定區(qū)，防止自激振動。采用被動阻尼器和主動阻尼器可以改善機床的動態(tài)性能。

4）動剛度的測定。動剛度是機床在激勵力作用下所表現(xiàn)的剛性。通常在頻率響應曲線中以其倒數(shù)，即柔度的幅值加以描述。在各階固有頻率附近，柔度的幅值較大，即剛度較低。動剛度是衡量機床抗振性好壞的主要指標。

5）動態(tài)效率的測定。機床的動態(tài)效率是指在加工過程中不出現(xiàn)振動的最大金屬切除率。動態(tài)效率是機床動態(tài)性能的綜合反映，不僅涉及機床的機械結(jié)構(gòu)和加工過程，還包括數(shù)控系統(tǒng)的性能，諸如加減速控制等。

6）動態(tài)精度的測定。機床的動態(tài)精度是體現(xiàn)動態(tài)性能優(yōu)劣對加工精度影響的程度。動態(tài)精度也是機床動態(tài)性能的綜合反映，控制系統(tǒng)對動態(tài)精度同樣有很大的影響。目前還沒有直接量化的測試方法和評價指標，僅能借助間接地測量機床加工的標準試件的尺寸精度和表面粗糙度加以評定。

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