德国·舍弗勒丨对机床设计与计算——动态负载的尺寸和设计标准（动态载荷）

除了静态载荷外，随时间变化的动态载荷对机床也很重要。由于加工过程或滑块加速度引起的动态激振力，使整个“机床”系统发生振动。产生振动的原因可分为外激和自激，如图2.46所示。在外部激励振动的情况下，必须区分谐波和脉冲或冲击形激励。谐波振荡的典型原因是：

• 不平衡的转动质量和

• 轴承误差

       脉冲和类似冲击的激发可以下面形式找到：

• 压力机和锤子中的切削力和成型力

• 加工过程中的断续切削

• 铣削过程中的刀具啮合影响

• 齿轮传动中的齿啮合影响

• 通过底座引入机器的振动

  
  

  
  

  在脉冲激励下，机器系统主要以主要的固有频率振荡。在谐波激励的情况下，振荡频率对应于稳态的激励频率。当激励频率对应于机器的固有频率时，会发生特别大的动态振动偏转。这也适用于在脉冲激励的情况下，冲击序列落入固有频率范围内（例如刀盘铣削）。

        在自激的情况下，机器系统总是以其固有频率之一振荡，没有外部破坏力影响系统。振动由加工过程本身维持。这类振动的典型代表是再生颤振，它几乎出现在所有加工过程中，并且会对机器的性能产生决定性的影响。

  
  

        由于动态载荷无法避免，只要它们由过程指定，振动幅度只能通过动态足够刚性和良好阻尼的结构保持在允许的范围内。

        例如，图 2.47 显示了主固有频率为 93 Hz 的车床的固有振动形式。在计量研究过程中，力的引入发生在刀架和工件之间的 z 方向上。振动的自然模式说明了动态弱点，在这种情况下，主轴箱从床上抬起，z 滑块的弯曲以及 x 滑块的扭转和弯曲。设计者从这种振动形式的表示中推导出必要的建设性改进措施。

  

                                         图2.46 机床振动的原因                                                 图2.47   车床自由模态