论矿山数控机床主轴静动态特性研究

寇鹏德

（武威职业学院，甘肃 武威 733000）

为了提升矿山数控机床的工作质量与工作效率，确保矿山数控机床的工作稳定性，对于矿山数控机床加工行业具有深远影响。随着社会科技水平越来越进步，矿山数控机床加工精准度要求越来越高、工作规模集成化、信息化与科技化相结合，那么对于矿山数控机床行业发展来说都是崭新的挑战[1]。矿山数控机床主轴是矿山数控机床的重要部件之一，主轴是影响数控机床整个系统工作的重要内容之一，是矿山数控机床工作过程中最重要的动力系统。矿山数控机床主轴静动态特性研究，关系着矿山数控机床主轴的使用寿命、矿山数控机床加工机械零件质量与效率。矿山数控机床主轴主要构成部件为多个中空阶梯状的轴承，除此之外，矿山数控机床主轴还包括刀具、工件等，直接影响着矿山数控机床主轴静动态特性。

1 矿山数控机床主轴静动态特性

矿山数控机床主轴结构，直接对矿山数控机床的零件加工的精准度。在零件加工过程中，矿山数控机床主轴结构直接与切割物接触，承受主轴的动力作用，对主轴结构造成的变形对零件加工质量具有很大影响。矿山数控主轴主要是由一个中空的阶梯状轴承组成，在主轴结构的两端有两个锥孔，通过安装支架将中空的阶梯状轴承安装在矿山数控机床主轴系统之中。每一台矿山数控机床主轴需要安装四个轴承、利用八个锥孔将其固定[2]。除此之外，还需要在主轴结构上安装滑轮、端盖、螺母等等。矿山数控机床主轴结构是一个非常多元化组合的结构，应当满足材料力学的相应条件，通过将静动态特性的综合分析，判断矿山数控机床的工作质量与工作效率，满足机械零件加工的具体要求，不断优化矿山数控机床主轴结构的设计方案。

2 主轴静动态特性实验

2.1 实验内容确定

矿山数控机床主轴静动态特性则是矿山数控机床主轴结构体现出的特征之一，包括频率、振型、转速、动能等。为了更加直观的分析矿山数控机床主轴静态特性，在对矿山数控机床主轴静动态特性分析时，可以根据静态特性与动态特性的相同之处，采用静态分析方式，从而降低矿山数控机床静动态特性的分析难度。矿上数控机床主轴特性分析，主要分析机床主轴在工作时能够承受的外在压力，通过建立外在压力模型计算矿山数控机床主轴的变形程度。矿山数控机床主轴的动态特性分析，对于矿山数控机床的工作能力起到重要作用，值得人们的广泛关注。因为，一旦发现矿山数控机床主轴动态特性不明显，那么会导致机械零件加工过程中磨损主轴，同时数控机床发生不稳定振动现象。

2.2 实验过程实施

对矿山数控机床主轴静态特性分析是判断机床工作系统好与坏的重要标准。因此，对主轴的硬度进行分析，是衡量机床主轴静态特性的重要方式。硬度的分析，包括轴承前后的间距、轴承材料的物理特性、结构尺寸等等。根据对应公式可以得出，主轴结构的硬度在267.8N/mm至297.9N/mm，只要在这一范围内，都可以认为矿山数控机床主轴静态特性良好。

在国际标准上，矿上数控机床主轴硬度没有统一的规范，但一般的数控机床主轴硬度都在上述范围内，符合矿山数控机床主轴工作的基本要求。矿山数控机床主轴静态特性符合一定规范，能够帮助矿山数控机床主轴的使用与消耗提供根本保障。

然而，在分析矿山数控机床主轴动态特性研究时，主要是通过描绘主轴动态频率状态来分析研究对象的振动特性，从而确定主轴动态特性的最优表现。

2.3 实验结果分析

图1 机床主轴动态特性分析结果图

只有不断优化矿山数控机床主轴设计方案，才能够不断提高矿山数控机床主轴的应用能力，进而提升矿山数控机床主轴静动态特性，最终生产出质量高的机械零件。

图1是矿山数控机床主轴动态分析效果图，图中的横坐标是主轴的振动频率，纵坐标则表示矿山数控机床主轴变形的峰值。

通过图1中的结果，可以发现在矿山数控机床主轴的振动频率为125HZ时，矿山数控机床主轴变形峰值达到3.5mm，此时就是矿山数控机床主轴动态特性最佳时期。因此，在矿山数控机床主轴静态特性良好的状态下，矿山数控机床主轴动态特性也需要维持在一定水平，并且确保矿山数控机床主轴静动态特性同时处于良好的稳定状态，只有这样才能够不断优化矿山数控机床主轴结构，提高矿山数控机床主轴的工作效率以及抗压能力，延长矿山数控机床主轴的使用寿命。

3 结语

矿山数控机床行业要求的提高，其主轴静动态特性也在不断改变，从而适应更高的机械零件加工要求，适应现代化技术的发展。

通过对矿山数控机床主轴静动态特性的分析，得出矿山数控机床主轴相关数据，不断优化矿山数控机床的设计，在一定程度上提高矿山数控机床主轴静动态特性，使得矿山数控机床平稳运行。

因此，重视矿山数控机床主轴静动态特性，对矿山数控机床发展具有重大影响与指导价值。