如何测量精密磨削机床的细微振动

寂静天花板

现代数控磨削机床都设计成能够避免机器的振动,但使用先进的软件仍可以对一些可能影响生产制造的因素比如动态和静态的强度进行评估。机床的主轴、滑动片、通道和其他的组件都根据严格的标准进行制造，以提高设备的强度并优化避免振动。在对高镍合金、陶瓷基复合材料（CMC）和金属基复合材料（MMC）等材料进行加工时，高标准的公差率和严格的材料损耗率（MMR），将加工设备的能力推向了极限，并提高了产生设备振动的可能性。
  R$ Q! g/ q  I5 A而振动测量工具的技术也有了很大的改善，体积更小、便携式、相对廉价的分析系统普遍地应用于工业和维修部门。
振动的形式
5 w; c8 Y/ T. A& G4 @; k磨削机床最常见的振动形式一般分为两类——力振动和自激振动。力振动包括转轮不平衡、轴承损坏、电机损坏以及研磨砂轮不平衡等。即使在研磨砂轮还未与工件进行接触时也会产生力振动。而自激振动则由于磨削参数、过程和某些机器的特性比如机器固有的频率等因素造成，只有在磨削加工的过程中才会产生。
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& n  L5 }% b8 ~" G3 h/ Y# K: V在磨削加工的过程中，由于机器运作的自然频率会使得工件或研磨砂轮产生起伏不定的波动。起伏不定的波动会随着转轮的旋转不断地被放大。这种波动持续下去，一直到工件的质量降低到一定的程度就需要停止研磨加工。通常情况下，需要更换研磨砂轮然后继续重复加工周期。研磨砂轮波动的形成据说主要是由于砂轮的再生振动，而操作过程中产生的波动力据说主要是由于操作过程的再生振动。
当振动的幅度变得越来越大，可能会影响到工件的质量。振动是否过量将根据不同的应用来进行判断。精密的圆柱体磨削加工操作可能需要位移值低于0.03 mil密耳（0.00003英寸）而钢铁磨削厂切断操作的位移值最大可以大于1 mil密耳（0.00100英寸）。通常情况下，可接受的振动水平是由工件的公差率所决定的，如空间公差、表面涂层、波纹度、圆度以及波动的频率。公差率越严格，振动率就需要更加小。过度的振动也会造成砂轮的磨损，损坏（烧坏）材料，并导致早期主轴轴承故障。

磨削主轴轴承通常需要在高负荷以及磨削力的共同作用下进行高速的运转。轴承的任何磨损或损坏都将转移到工件上并产生颤振或影响最终的工件的质量。根据加工操作的严格程度，主轴轴承可能可以持续工作多年，不会产生问题，但如果进行更强烈的加工操作可能需要对轴承进行修理或更频繁地进行更换。
振动源的确定
机床产生振动有很多种潜在的原因，在确定机床振动的源头时需要非常地仔细。这一点在计划进行机床维护和维修时是非常重要的。在某些情况下，成千上万的美元都被浪费在了修理或更换主轴上，而最终却只是发现主轴并不是问题的根源。诊断振动的来源是非常复杂的，需要使用先进的设备并由一位具有经验的振动分析师来进行。而有帮助的基本振动分析可以由相对缺乏经验的工作人员使用iPad来完成。
5 K5 T) P) o4 r1 w9 N/ {; v6 S结论
磨削机床振动监测可以帮助减少生产延误、产品返工、逾期交货和生产成本的增加。它也有助于快速识别振动源。如果你负责保持磨削机床稳定运行并能够制造优质的零部件，那就需要考虑对您的机器进行振动监测。对振动监测的投资可以节省时间、金钱和避免产生令人头疼的问题。
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