基于LMS． Test． Lab的快走丝机床振动测试与分析.pdf

2 0 1 5年 4月 第 4 3 卷 第 8 期 机床 与液压 MAC HI NE TOOL HYDRAUL I CS Ap r ． 2 01 5 Vo 1 ． 4 3 No ． 8 DO I 1 0 ． 3 9 6 9 ／ j ． i s s n ． 1 0 0 1 3 8 8 1 ． 2 0 1 5 ． 0 8 ． 0 4 3 基于 L M S ． T e s t ． L a b的快走丝机床振动测试与分析 杨磊 ，蔡长韬 ，孙林尧 西华大学机械工程与 自动化学院，四川成都 6 1 0 0 3 9 摘要为了获得全面的振动特性参数，应用 L MS ． T e s t ． L a b振动测试系统对典型的快走丝线切割机床 D K 7 7 3 5进行试 验。分析试验结果可以看出D K 7 7 3 5丝架在 2 6 6 2 8 8 H z 、3 4 7 3 9 7 H z 、8 7 5 9 4 3 H z 频率段内的模态振型对加工质量影响 最大，因此应避免机床在运行过程中产生的振动激励落在该范围内；机床下臂前段的阻尼比为 0 ． 3 0左右，结构抗振能力较 差，应对此处进行结构优化D K 7 7 3 5的第 1 、2阶固有频率集中在 1 6 0 、2 8 5 H z附近．从第 3阶开始固有频率的分布就 比 较分散 。 关键词模态参数；固有频率；L M S ． T e s t ． L a b振动测试系统；加工质量 中图分类号 T K 4 1 7 ． 1 2 7 文献标 志码 A 文章编 号 1 0 0 1 3 8 8 1 2 0 1 5 8 1 2 8 4 Vi br a t i o n M e a s ur e me nt a n d Ana l y s i s f o r W EDM - HS M a c h i ne Ba s e d o n LM S． Te s t ． La b Y ANG L e i ，CAI C h a n g t a o ，S UN L i n y a o X i h u a U n i v e r s i t y ，C h e n g d u S i e h u a n 6 1 0 0 3 9 ，C h i n a Ab s t r a c t I n o r d e r t o o b t a i n a c o mp r e h e n s i v e v i b r a t i o n p a r a me t e r s ， L MS ． T e s t ． L a b t e s t s y s t e m wa s u s e d f o r W E DM HS D K7 7 3 5 mo d a l t e s t ．Th e t e s t r e s u l t s s h o w v i b r a t i o n s o f DK7 73 5 i n 26 628 8 Hz， 3 4 73 97 Hz ，8 75～9 43 Hz ha v e ma x i mum i mpa c t o n p r o c e s s i n g q u a l i t y，t h e v i b r a t i o n f r e q u e n c y o f ma c h i n e t o o l i n t h e r u n n i n g p r o c e s s s h o u l d b e a v o i d e d i n t h a t r a n g e；ma c h i n e t o o l L o we r a r l n d a mp i n g r a t i o i s a b o u t 0 ． 3 ， t h e s t r u c t u r e v i b r a t i o n r e s i s t a n c e a b i l i t y i s p o o r ，S O t h e s t r u c t u r e s h o u l d b e o p t i mi z e d；ma c h i n e t o o l fi r s t a n d s e c o n d n a t u r a l f r e q u e n c i e s a r e c o n c e n t r a t e d i n 1 6 0 Hz a n d 2 8 5 Hz ， s t a r t i n g f r o m t h e 3 r d o r d e r ， n a t u r a l f r e q u e n c y d i s t r i b u t i o n i s s c a t t e r e d． Ke y wo r d s Mo d a l p a r a me t e r s ； Na t u r a l f r e q u e n c y；L MS ． Te s t ． L a b t e s t s y s t e m ； P r o c e s s i n g q u a l i t y 随着特 种加工技术 的不 断提 高、材料科学 的进步 和机械零件设计 、使用要求的不断提高 ，高精度、高 硬度 的零件 加工需求越来越大 ．线切割机床在机械制 造行业 的应用越来越广泛 。特别是我 国独创 的快走丝 线切割机床具有结构简单 、机床成本低、加工成本低 的优 势 ，在 我国的高精度 、高硬度 的机械零件加工 中 有着 非常普遍 的应用 。 目前快走丝线切割机床 的加工 精度 和表 面粗 糙 度 可 以达 到 0 ． 0 1 m m 和 R a 1 ． 2 5 ～ 2 ． 5 tx m．加工厚度 根据 不 同机 床 的加工 能力 各有 区 别 ，总的来说在加工大厚度零件 时加工 的稳定性和加 工精度会有所下降。目前很多研究都围绕如何提高快 走丝线切割 机床 的加工性 能展开 ．研究 的切入点主要 有 1 电极丝 的恒张力控制 ； 2 加工 中的电参 数 的优化和细化 ； 3 设 计新 型 的脉 冲电源 ； 4 机床结构和运丝 系统 的改进 1 ] 。对于机 床结构 和运 丝 系统 的改进 。现在有许多改进思路 ，例如北京科技 大学机械 工程 学 院的孟 翠 等人 提 出的 快走 丝线 切 割机床立柱移动式 布局 。四川大学 的程 明_ 4 提 出储丝 筒 安 装 在 倾 斜 的 滚 动 导 轨 上 等 。 作 者 通 过 L M S ． T e s t ． L a b 振 动 测 试 系 统 对 典 型 的 快 走 丝 机 床 D K 7 7 3 5 进行实验模 态分析 ，在不 同的上 、下臂 丝 架 跨距下进 行试 验 ．重 点研 究 上 、下 臂 的振 动 特 性 ，为机床的设计、改进和性能评价提供振动特性方 面的参考数据 。 1 实验模 态分 析基 本方 法 一 般来说 ，机械结构若受到振动激励 ，当激振 频 率接近固有频率时由于共振该结构会发生剧烈 的振 动。对于任何机械结构，出现共振都会导致结构的位 移 、变形或疲劳损坏 ．使得结构参数发生变化 ，降低 稳定性 和使用 寿命 。为 了减小 共振 对 机械 结构 的 危 害，对于机械结构应使工作频率远离各阶固有频率。 实验模态分析就是通过试验测量激励和响应的时间历 程 ，并用数字 信 号技 术 求得 频 率 响应 函数 F R F ， 再用 曲线拟合估计模态参数 ，并进一步确定 系统物理 参数 。 F R F表示结构中系统输入信号和输出信号的频域 收稿 日期 2 0 1 4 0 4 0 2 基金项 目西华大学研究 生创新基金项 目 y c j j 2 0 1 4 0 5 4 作者简介 杨磊 1 9 8 7 一 ，男 ，硕士研究生 ，主要研究方 向为机械 C A D ／ C A M。E - m a i l y l l 5 9 0 9 1 0 4 6 5 7 g m a i l ． c o n。