高速精密数控冲床的振动研究及仿真分析
数控车削中的自激振动分析与消振措施
数控车削中的自激振动分析与消振措施陈浩（常州冶金技师学院，江苏省常州市新冶路41-1号，213019）摘要：本文就数控车削过程中产生的振动及其对加工的影响进行了简单地描述，对数控车削过程中产生自激振动的因素及其特点，进行了描述和分析，并从几方面有针对性的对自激振动采取相应的消振措施，进行控制。
关键字：自激振动；低频振动；高频振动；消振措施数控加工中，工艺系统如发生振动，则使工艺系统的正常运动方式受到干扰，从而破坏了机床、工件、刀具的正确关系，使加工表面出现振纹，严重地恶化了加工质量，降低了刀具耐用度和机床使用寿命，限制了生产率的提高。
随着科学技术不断发展，对零件表面质量要求越来越高，振动往往成为提高产品质量的主要障碍。
数控加工中的振动，有自由振动、受迫振动和自激振动三种类型。
自由振动、受迫振动是比较容易消除的，只要把激起振动的基本原因找到，振动就可以去除。
但自激振动是一个比较复杂和比较难以解决的问题。
本文就针对数控车削过程中产生的自激振动的原因进行研讨和分析，并采取相应的减振、消振措施。
1 数控车削过程中的振动及其对加工的影响由机床、工件和刀具组成的工艺系统是一个弹性系统。
工艺系统的振动对加工影响非常大。
振动使加工表面产生波纹，严重恶化加工精度和加工表面质量。
振动影响刀具的耐用度，甚至使刀头崩裂，从而使刀具不能充分利用。
振动使机床的运动零部件加快磨损，连接部位松动，缩短机床的使用寿命。
由于振动，使加工时的切削用量受到限制，尤其是加工刚性较差的细长轴和薄壁零件时，不得不较大幅度地降低和改变切削用量，采取必要的防振措施，从而降低了生产率。
因此，加工过程中产生的振动，是一种极其有害的现象。
弄清数控车削过程中产生振动的原因，采取相应的减振、消振措施，对保证零件的加工质量，提高劳动生产率和改善操作者的劳动条件，具有十分重要的意义。
数控加工中的振动有自由振动、受迫振动和自激振动三种类型。
在数控加工中，主要是自激振动。
振动仿真分析
HKY121-04主轴系统振动仿真分析对于磨削加工来说，磨床主轴的振动无疑会增大零件的表面粗糙度。
因此尽量减小主轴系统的振动，对于减小表面粗糙度，提高零件表面质量有重要意义。
本分析针对HKY121-04主轴系统，分别改变系统的主轴转速、径向轴承直径间隙、供油压力、润滑油粘度、节流边长度、径向轴承长度、节流器形式和径向轴承跨距，利用有限元仿真软件计算出主轴系统在不同参数下的前六阶模态和振型，在此基础上计算由于系统不平衡引起的磨削力简谐激励下的响应，即振动幅值（包括砂轮加工点和中心点处的法向振幅，切向振幅），进而计算出系统振动刚度，从而为主轴系统设计提供参考。
一、主轴系统几何模型针对振动分析的主轴系统主要包括主轴、砂轮、压紧法兰、带轮、前后径向轴承和端面轴承，如图1所示。
图1 主轴系统三维几何模型二、有限元模型建立1、结构简化与单元选取在有限元前处理软件中建立有限元模型。
首先对模型作必要的简化，忽略小沟槽，倒角，小孔和部分小零件。
实体部分均采用八节点实体单元，主轴系统总共离散成59881个单元，62198个节点。
实体结构模拟如图2所示。
砂轮图2 实体网格2、材料参数各实体部分材料参数如表1所示。
主轴9Mn2V7.82e-9 2.06e50.3砂轮压紧法兰可锻铸铁7.3e-9 1.55e50.26砂轮Al2O3 3.97e-97e40.3皮带轮可锻铸铁7.3e-9 1.55e50.263、约束由于阻尼对横向振动特性影响很小，故忽略阻尼的影响，在分析中只考虑径向和轴向刚度。
前后径向轴承模拟采用将主轴与油膜接触面沿周向均分为四部分，用刚性单元分别将每个四分之一面上节点耦合到一个节点，再用线性弹簧单元连接该节点与轴承内径对应点。
如图3和图4所示。
图3，图4 径向轴承模拟端面轴承采用在主轴轴肩端面均布四个线性弹簧单元来模拟。
所有与主轴接触的弹簧单元节点自由度不约束，而外点约束全部六个自由度。
每一个径向弹簧刚度取各自轴承油膜总刚度的1/2，每一个端面轴承处弹簧刚度取端面轴承油膜刚度的1/4。
浅析机床的振动及防治
浅析机床的振动及防治摘要机床振动的原因及类型，振动对加工零件的精度及粗糙度的影响，以及消除机床振动的各种方法。
关键词自激振动；受迫振动；系统刚性；颤振机床工作时产生的振动，不仅会影响机床的动态精度和被加工零件的质量，而且还要降低生产效率和刀具的耐用度，振动剧烈时甚至会降低机床的使用性能，伴随振动所发出的噪音会影响机床工人的健康。
随着我国机床工业的飞速发展，机床的振动问题也就更加引起人们的重视。
一般的说，机床工作时所产生的振动基本上有两大类：1）受迫振动；2）自激振动。
例如在车床、铣床和磨床上，经常见到回转主轴系统的受迫振动，其频率取决于回转主轴系统的转速（在铣削时还与铣刀的齿数有关）。
在机床上发生的自激振动类型较多，例如有回转主轴（或与工件、或与刀具联系）系统的扭转或弯曲自激振动；机床床身、立柱、横梁等支撑件的弯曲或扭摆自激振动；还有工作台等移动部件在低速运行时所发生的张弛摩擦自激振动（通称爬行）等等。
通常把金属切削过程中表现为刀具与工件之间强烈的相对振动的这种自激振动称为“颤振”。
机床工作时发生振动是常见的。
机床振动不仅歪曲了工件的几何形状和尺寸，而且还将在已加工表面上留下振纹，降低了精度和表面光洁度，加剧了金属表面层的冷硬情况，振动时刀具的耐用度也将急剧下降，甚至导致刀刃的崩坏，这个问题对于性质较脆的硬质合金刀具和陶瓷刀具来说尤为严重。
机床发生振动后，往往迫使操作工人降低切削用量，因而限制了机床的生产率。
此外，在机床自动线中，只要有一台机床发生振动而被迫暂停运转，就会破坏生产的节律，引起生产过程的混乱。
可见机床振动是必须引起注意的一个重要问题。
随着科学技术的飞跃发展，对机床零件的制造精度和表面质量提出了更高的要求，从而使机床振动问题的研究成为研制、生产和使用机床等部门必须面对的重大课题，研究机床振动的目的在于探究机床振动的原因，谋求防止和消除机床振动的方法，以研制抗振性更佳的机床。
一般来说，增强“机床-刀具-工件”工艺弹性系统的刚度，是提高工艺系统抗振性从而防止振动的最普遍方法，它在任何情况下可用来防止受迫振动和自激振动，并能消除破坏工作过程平稳进行的个别冲击因素的影响。
高速数控冲床的夹持力分析与优化
高速数控冲床的夹持力分析与优化随着工业自动化的发展，高速数控冲床在金属加工行业中扮演着至关重要的角色。
夹持力作为冲床运行过程中的一个关键性指标，直接影响着加工质量和效率。
本文将针对高速数控冲床的夹持力进行分析与优化，以提高冲床加工的精度和效率。
首先，我们需要了解夹持力在高速数控冲床中的作用和意义。
夹持力是指夹持装置对工件施加的力，它主要起到固定工件位置、防止工件在切削过程中产生相对运动的作用。
夹持力过小会导致工件松动，造成加工误差和工件变形，甚至引发事故；夹持力过大则会增加工件和设备的负荷，影响数控冲床的稳定性和寿命。
接下来，我们将从夹持力分析与优化两个方面进行探讨。
夹持力分析在进行夹持力分析之前，我们需要了解夹持装置的类型和工作原理。
常见的夹持装置包括手动夹具、液压夹具和气动夹具等。
不同类型的夹持装置在夹持力的控制和调节方面存在一些差异。
首先，我们需要根据加工工艺和工件材料的特点，合理选择夹持装置的类型和数量。
例如，在加工小型工件时，可以采用手动夹具，通过操作人员手动施加夹持力。
而对于大型、重型工件，则需要采用液压夹具或气动夹具，以保证足够的夹持力和安全性。
其次，夹具的结构和稳定性也是夹持力分析的关键因素。
夹具的结构应该合理设计，既能够实现夹持力的准确控制，又能够满足加工工艺的要求。
同时，夹具的刚度和稳定性也需要考虑，以确保在高速冲床运行中夹具不会发生形变或松动。
最后，我们需要分析冲床运行过程中夹持力的变化规律。
在高速数控冲床中，由于冲床的振动和冲压力的作用，夹持力会发生变化。
因此，我们需要通过对夹持力的实时监测和分析，找出夹持力变化的原因，并采取相应的措施进行调整和优化。
夹持力优化夹持力的优化是为了提高加工效率和加工质量。
在进行夹持力优化时，我们需要综合考虑以下几个方面：首先，要合理选择夹具的材料和加工工艺。
夹具材料应具有足够的强度和硬度，以承受冲床运行过程中产生的压力和振动。
同时，夹具的加工工艺也应该注意到细节，避免产生表面缺陷或疲劳裂纹。
数控铣床振动模态分析
万方数据·１９０·机床与液压第３７卷过研究无阻尼的自由振动来求解。
由式（１）变形可得腑（ｔ）＋Ｋｘ（ｆ）＝０（２）它的解可以假设为以下形式：戈＝ｑ＇ｓｉｎｔｏ（ｔ—ｔｏ）（３）咖是Ⅳ阶向量，∞是向量振动频率，ｔ是时间变量，ｔ。
是由初始条件确定的时间常数。
将式（３）代入式（２），可得到一个广义特征值方程，即脚一∞２肘咖＝Ｏ图３铣床有限元模型求解以上方程可以确定西和ｆｉｔ），得到ｎ个特征３模态分析解（∞；，１），（∞；，２），（∞；，３），…，（∞：，妒。
）。
对已建立的有限元模型，在ＡＮＳＹＳ中用Ｂｌｏｃｋ其中特征值∞ｔ，∞：，…，∞。
代表固有频率，特征向ｌ＿ａｎｃ功ｓ法求解铣床的模态。
ＢｌｏｃｋＬａｎｃｚｏｓ法计算精量１，２，３，…，多。
代表固有振型。
度高，计算速度快，适用于大型结构求解问题。
下面该铣床在铣削加工时振源频率属低频范围，因此主要针对铣床的主要受力构件立柱进行模态分析。
铣下面主要针对前５阶振动固有频率和振型做分析研床在铣削加工时振源频率属低频范围，因此低阶固有笼。
振型要比高阶固有振型对立柱的振动影响大，越是低２有限元模型的建立阶影响就越大，因此低阶振型对立柱的动态特性起决２．１利用ＡＮＳＹＳ建立铣床三维实体模型定作用，作者求解时共扩展了ｌｏ阶模态，现取前５铣床主要由立柱、主轴箱、导轨组成。
建模过程阶模态进行振动特性的分析。
中在如实反映铣床结构动态特性的前提下，对结构局经计算铣床的前５阶固有频率如图４所示。
部区域做了一些简化，主要建立重要结构部件立柱及相关结构主轴箱和底座。
铣床三维实体模型如图１所示，铣床的立柱剖面图如图２所示。
图１铣床三维实体模型图２立柱剖面三维实体模型２．２建立有限元模型（１）单元类型的选择由于该铣床无复杂曲面，可采用十节点四面体等参数单元（Ｓｏｌｉｄ９２）即可满足计算精度的需要。
图４铣床前１０阶固有振动频率（单位：Ｈｚ）（２）定义材料属性铣床的铸造材料为１６Ｍｎ钢，其弹性模量Ｅ＝由图４得前５阶固有振动频率为７０·８５４Ｈｚ，２０６ＧＰａ，泊松比肛＝０．２９，Ｐ＝７８５０ｋｇ／ｍ３。
高速压力机关键参数对其振动影响的研究分析
高速压力机关键参数对其振动影响的研究分析【摘要】随着我国经济水平的持续提升和加工行业整体水平的不断进步，高速压力机关键参数对其振动影响受到了越来越广泛的关注。
本文从对高速压力机关键参数进行简析入手，对高速压力机关键参数对其振动的影响进行了分析。
【关键词】高速压力机；关键参数；振动影响在我国工业加工领域中高速压力机始终是其重要的组成部分，而高速压力机的稳定运行离不开关键参数的有效支持，因此在这一前提下对于高速压力机关键参数对其振动影响的进行研究和分析就具有极为重要的经济意义和现实意义。
1 高速压力机关键参数简析高速压力机关键参数有着自身的特点，这主要体现在关键参数特点、关键参数意义、影响因素等环节。
以下从几个方面出发，对高速压力机关键参数进行了分析。
1.1 关键参数特点关键参数有着自身相应的特点。
众所周知高速压力机通常是一种以连续式的高速冲压为运行目的的自动冲床之一，因此在其运行过程中起着重要作用的关键参数往往具有自动、精密、高效的特点。
除此之外，关键参数的特点还体现在其自身具有较强的泛用性和应用成熟性，因此这意味着关键参数作为高速压力机关键的性能指标，往往会直接的影响到冲压件的自身的枕头质量以及模具的具体使用寿命。
1.2 关键参数意义关键参数自身有着重要的意义，由于高速压力机不仅会对邻近的设备和建筑物等产生振动和噪声危害，而且易降低设备精度、受力零件和模具寿命，因此，在高速压力机中设置动平衡机构至关重要。
设计压力机等驱动滑块运转的连杆数最好为偶数（即双点或5点），这样可使水平惯性力得到很好抵消，消除机身产生的扭转倾覆力矩F5G。
高速压力机采用两个旋转方向相反的曲轴则更为理想。
通常来说由于我国零件加工精度和轴承材料仍然处于发展的阶段，因此通过关键参数的有效应用来促进高速压力机的有效运行就有着非常重要的意义。
除此之外，关键参数的意义还体现在其自身的应用能够促进实验对比分析方法等新兴研究方法更加合理的应用，从而能够在此基础上更加合理的分析转速、时间、气压等因素对下死点位置的影响关系。
冲压过程中的振动分析与控制
冲压过程中的振动分析与控制引言在工业生产中，冲压工艺被广泛应用于金属制品的加工和制造。
然而，冲压过程中的振动问题常常会对生产效率和成品质量产生负面影响。
因此，对冲压过程中的振动进行分析与控制变得十分重要。
本文将从振动的来源和特征开始，介绍冲压过程中的振动问题，并提出一些常用的振动控制方法。
振动来源和特征在冲压过程中，振动的来源可以分为外源性振动和内源性振动两类。
外源性振动外源性振动主要来自于冲压机械设备本身和冲压模具的运动。
冲压机械设备在工作时产生的机械振动会通过模具传递到工件上，同时也会导致模具的振动。
而冲压模具在工作时的各个运动阶段，如下压、冲裁和退料等，都会引起振动。
内源性振动内源性振动主要来自于工件和材料在冲压过程中的非均匀形变和弹性回复。
冲压过程中，由于材料的特性和几何形状的复杂性，工件在受力和变形过程中会产生不均匀的应力分布，从而引起振动。
振动的特征包括振动频率、振幅、振动形式和振动模态等。
振动频率决定了振动的周期性，振幅则表征了振动的强度。
振动形式可以分为轴向振动、径向振动和横向振动等，而振动模态则是指不同形式振动的基本模式。
振动分析对冲压过程中的振动进行分析是了解振动产生机制和振动特征的基础，也是进行振动控制的前提。
常用的振动分析方法包括实验测量和数值模拟两种。
实验测量实验测量是通过传感器和仪器设备对振动进行直接测量和记录。
常用的实验测量技术包括加速度计测量、位移传感器测量和激光测振等。
通过实验测量可以获取振动的频率、振幅和振动形式等信息。
数值模拟数值模拟是通过建立冲压过程的数学模型，使用数值计算方法对振动进行模拟和分析。
常用的数值模拟方法有有限元法和计算流体力学方法。
数值模拟可以提供更详细和全面的振动信息，同时也可以对冲压工艺进行优化设计。
振动控制方法针对冲压过程中的振动问题，可以采取以下几种振动控制方法。
结构调整通过对冲压机械设备和冲压模具的结构进行调整，可以减小振动的产生和传递。
大型数控机床床身的振动时效处理_图文
第30卷第3期2009年6月河南科技大学学报:自然科学版Journal of Henan University of Science and Technol ogy:Natural Science Vol .30No .3Jun .2009基金项目:河南省重大科技攻关基金项目(0622020100作者简介:汪玉平(1965-,男,河南安阳人,高级工程师,主要从事数控机床研究与开发.收稿日期:2009-02-17文章编号:1672-6871(200903-0026-03大型数控机床床身的振动时效处理汪玉平1,崔凤奎2(1.安阳鑫盛机床股份有限公司,河南安阳455000;2.河南科技大学机电工程学院,河南洛阳471003摘要:材料的应力应变特性角度和位错理论的微观角度分析了大型数控机床床身振动时效的机理;针对大型数控机床床身的特点,确定了振动时效的工艺方案,进行了振动时效的生产应用。
振动时效的结果表明:振动时效能有效地消除和均化机床床身的残余应力,缩短机床床身的制造时间,解决大型数控机床床身制造过程的变形问题,稳定大型数控机床床身的尺寸及精度。
关键词:数控机床;机床床身;振动时效;机理;工艺中图分类号:T H113.1文献标识码:A0前言大型数控机床床身在铸造和机械加工等工艺过程中,由于受热或受力不均匀,其内部都会产生不同程度的残余应力。
残余应力的存在,极大地影响了机床床身的尺寸稳定性、刚度、强度和机械加工性能等,严重影响着机床的装配和正常使用[1-6]。
因此,消除机床床身的残余应力是机床行业的一项十分重要的任务,必须予以重视[7]。
传统的消除残余应力的时效方法有热时效和自然时效。
振动时效技术(VSR -V ibrat ory Stress Relief 是继热时效和自然时效后的一项环保型新技术。
这项技术是美国著名物理学家Stratt J W 提出的,其基本思想是通过对应力工件施以循环载荷,使工件内应力释放,从而使工件残余应力降低,达到时效之目的[8-10]。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
解决问题的基本思路和技 术路线：
首先简化高速冲结构模型， 根据简化的结构模型，对连杆 平面运动产生的惯性力按静力 等效条件用两质量代换法把连 杆质量等效地转化。在进行质 量代换后，根据曲柄连杆机构 的运动分析和牛顿第二定律求 出惯性力的计算公式。
4、试验测试与对比分析：将仿真得到的分
析结果与试验测试结果进行对比分析，找出理论 和实际存在差值的原因，并提出改进方案。
5、减振系统的设计：高速冲基础的减振效
果主要取决于减振器的刚度和阻尼比，故减振器 刚度和阻尼比的选取成为关键问题。
4.预期解决的主要问题
问题1：高速冲系统模型的建立
要减少振动对高速精密数控冲床产生的影 响，必须对其振动机理进行研究。引起高速冲 床振动的因素主要有两个：一是回转部件和往 复运动部件未得到良好的动平衡；另一个是冲 压过程的冲击力。
如果回转部件和往复运动部件不能达到动态 平衡，其惯性力的作用就变得相当明显，会引起 剧烈振动，滑块下死点动态性能急剧恶化，轻者 影响机床的精度和模具的寿命，重者使机床无法 正常工作。
由振动引起的噪声问题也是不可忽视的。研究发现，
高速冲的冲击噪声均在102dB～125dB之间，严重超过 国际规定的小于或等于85dB的要求，对操作工人的健康造 成极其严重的伤害。因此，必须解决好高速精密数控冲床的 振动控制技术。下图为美国Minster-60t高速冲床在不同 行程次数下的冲压噪声曲线。
本课题通过对高速精密 数控冲床的振动机理进行理 论分析，并进行相关模拟， 将更深刻的揭示高速冲的振 动机理，并以此来指导高速 冲的结构设计，进而减少由 振动引起的噪声、精度降低 等问题，对实际生产有着十 分重要的意义和广阔的应用 前景。
2. 背景科研项目情况简介
课题来源于国家《高 档数控机床与基础制造装 备》重大科技专项，是与 扬州锻压机床有限公司的 合作项目。本项目的任务 是以扬锻在高速冲成形技 术与装备方面积累的多项 关键技术与成果为基础， 自主研发代表高速冲国际 技术水平的闭式双点高速 精密数控冲床 。
高速精密数控冲床的振 动研究及仿真分析
指导老师： 答辩人：
目录
1.选题的科学意义和应用前景 2.背景科研项目情况简介 3.学位论文主要研究内容 4.预期解决的主要问题
1.选题的科学意义与应用前景
近年来，我国汽车、电器等产品质量的不断提高和生 产规模的不断扩大，促使冲压设备在制造业中起着越来越重 要的作用。据不完全统计，在汽车制造业中，有60%～ 70%的零件是采用冲压工艺制成的；在电子产品中冲压件 的数量约占零件总数的85%以上；在飞机、导弹、枪弹、 炮弹等航天和国防产品中，冲压件所占的比例也很大。
一方面填补我国在 该技术领域的空白，解决 我国汽车、船舶、发电、 信息及家电等行业应用高 效精密级进模加工的需要； 另一方面，打破国外公司 在高速精密数控冲压领域 的技术垄断，提高国际竞 争力。
3.学位论文主要研究内容
1、振动机理研究：主要研究高速冲在工
作过程产生振动的原因，通过对振动机理的研 究，为研究如何减少高速冲振动提供理论依据。
(2)反方向配置的副 滑块平衡式。这种平衡方 式是在与主滑块对称的 180°位置上布置一个平 衡副滑块以及曲柄连杆零 件，以抵消主滑块所产生 的惯性力；
(3)多杆配重平衡机构 式。这种动平衡机构可以产 生和滑块相反的运动，因而 能平衡滑块及曲柄连杆系统 所产生的水平及垂直惯性力；
(4) 平衡摆块结构。这 种动平衡结构的优点是，通 过调整偏心改变滑块行程长 度时，平衡块重心随之调整， 保持完全动平衡的效果。
问题2：降低惯性力及动平衡的途径
不平衡惯性力的作用是高速冲产生振动的主 要原因，降低惯性力，采用动平衡结构以平衡惯 性力能有效地改善高速冲的振动问题。
减小惯性力的方法有： (1)适当降低滑块、连杆和曲轴的质量； (2)平衡掉惯性力或惯性力中的一部分。
动平衡装置的结构主要有：
(1)曲轴上反对称偏 心块式。该偏心平衡块主 要用来平衡曲柄连杆滑块 部件所产生的旋转惯性力， 是一种最简单的不完全平 衡装置；
解决问题的基本思路和 技术路线：
采用反对称副的动平 衡原理，通过在与主滑块 对称的180°位置布置一 个平衡副滑块、平衡曲柄 和平衡连杆，用来抵消主 滑块的惯性力。此系统设 计较为简便，对机床的负 载变化引起的振动不是很 敏感。
问题3：关键结构件的振动分析
随着压力机工作速度的提高，分析其动态性 能和振动问题就显得越来越重要。单纯的静态设 计和经验设计已不能满足工程实际的要求。在进 行结构设计时，必须考虑各种动态因素的影响， 对结构进行详细的动态分析，以达抗振、安全、 可靠的目的。
解决问题的基本思路和技术路线：
运用分析软件对冲床的关键结构件进行模态 分析，并对其结构优化，使其弹性模态频率避开 电动机经常工作频率，低阶固有频率避开压力机 的工作频率。
问题4：隔振参数的设计
高速冲床隔振系统的隔振效果主要取决于隔 振器的刚度和阻尼比，故隔振系统的设计关键在 于隔振器的刚度和阻尼比的选取。据实际应用情 况，隔振器阻尼比的范围在0.20～0.30之间， 可获得最佳隔振效果，故隔振器刚度的选取成为 关键问题。
解决问题的基本思路和技术路线：
根据高速冲的实际工作情况，确定优化的目标函数以 及约束条件，通过优化设计软件计算得到隔振器的最佳刚 度值。
谢谢大家
随着现代科学技术的 飞速发展，机械产品正向 高速化、精密化、多样化 的发展方向飞速发展。高 速冲压机床的高效高精密 性正好满足这一要求，因 此，在国内外，特别是中 国锻压设备制造中，高速 冲床的需求及生产量空前 增大。
高速冲床的速度每 分钟在几百到几千次， 其生产效率是普通冲床 的十倍甚至几十倍，由 于冲压行程次数的提高， 惯性力将急剧提高。图 所示为某高速压力机的 惯性力变化曲线。
通过模态分析，可以识别载荷的来源，找 出有害的振型和节点位置，在此基础上通 过改变系统的局部结构，使系统按所要求 的方向改变其动态特征，从而达到符特性不能与使用环 境相适应，即结构模态与激励频率耦合会 发生共振，严重时会使整个机床发生抖动， 产生疲劳破坏等。为此，必须对其关键的 结构件进行优化，避免发生共振，改善机 床的动态响应性能。
2、平衡装置的设计：由于曲柄滑块机构运
转时不可避免的会产生惯性力，所以降低和减轻 高速冲的冲击振动主要从优化结构的角度进行考 虑。采用合适的平衡结构对高速冲的减振起着非 常重要的作用。
3、机构的仿真分析：根据平衡装置的结构，
建立多刚体虚拟样机模型，使用动力学仿真软件 对模型进行仿真试验，以检验动平衡机构的平衡 效果；并对关键结构件进行模态分析，防止产生 共振。