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    车床加工产生振动的原因及避免振动的方法
    发布时间:2019-03-26 浏览:

    对于机加工行业,加工零件产品的要求越来越高,同时工件的加工过程中由小小震动都会影响工件的使用;车削加工中常见的故障之一就是振动,在车床产生振动时,震动产生的噪音不仅影响工件的美观,而且极有可能生产出不合格零件产品;为了减少振动,操作师傅不得不减少加工时的博览群书量,从而降低了生产率,而且正常车削过程受到干扰和破坏,不仅表面加工质量粗糙,而且还会缩短机及刀具使用寿命;因此我们有必要采取一些措施来减小或者消除机床产生振动现象。

     

    一、低频振动的主要特征

        消除机床回转组件和传动系统的振动后,车削振动的主要类型是不随车削速度而改变的自激振动;介绍一下在加工过程中由于工件系统变形及刀架系统变形而产生的低频振动产生原因及其消除措施。

    低频振动的主要特征如下

    振动频率低(50300Hz),振动时发出的噪音低沉;

    在工件切削表面留下的痕迹深而宽;

    振动比较剧烈,常常使机床部件(如尾座、刀架等)松动并使硬质合金刀片碎裂。


    二、低频振动的产生原因

        车削中的低频振动时,通常工件系统和刀架系统都在振动(但绝大部分情况下工件系统的振动较大,起着主导地位),它们时而相离,时而趋近,产生大小相等方向相反的作用力和反作用力;在振动过程中,当工件与刀具作相离运动时,切削力F相离与工件位移方向相同,所做之功为正值。当工件趋近刀具时,切削力F趋近所做之功为负值。

    车削过程中:

    切屑与数控刀具前刀面的摩擦力;

    数控刀具在切入和退出工件时所遇到的金属硬化程度不同;

    振动过程中刀具实际几何角度周期性改变;

    振动时,刀具对工件相对运动轨迹是椭圆,因而引起切削截面周期性变化;

    工件在前一转时振动所留下的痕迹,引起了切削截面周期性变化。

    5种情况都可引起切削力周期性的变化,并使F相离>F趋近。这样,在每一振动周期中,切削力对工件(或刀具)所做之正功总是大于它对工件(或刀具)所做之负功,从而使工件(或刀具)获得了能量补充产生自激振动。


    三、低频振动的消除方法

    1、在低频振动时,主要是由于Y方向的振动引起了切削力的变化,使得F相离>F趋近而产生了振动。

    主要采取下面4方法。

    刀具主偏角(μr)愈大,Fy力愈小,愈不容易产生振动。因此,适当增大刀具主偏角,消除或减小振动。

    适当增大刀具前角,可减小Fy力,从而减弱振动。

    刀具后角太大或刀刃过分锋利,刀具易啃入工件,容易产生振动。而当刀具适当钝化后,其后刀面有阻止刀具啃入工件的作用,可减小或消除振动。

    车削时刀尖位置过低(低于工件中心)或在车床上镗孔时刀尖位置过高,都会使得刀尖实际前角减小而后角增大,容易产生振动。

    刀架系统如果具有负刚度时,容易啃入工件产生振动。因此,尽可能避免刀架系统的负刚度对车削产生的振动。

    2、车削过程中产生宽而薄的切屑时,Y方向的振动引起了切削力的变化,当切削截面宽而薄时,Y方向的振动将引起切削截面积及切削力的剧烈变化。因此,在这种情况下极易产生振动。例如:在纵走刀车削时,切深愈大,进给量愈大,主偏角愈小,则切削截面就愈宽愈薄,愈容易产生振动。因此选择车削速度时应避开出现切削力随速度下降的中速区(切削碳素钢时,速度范围为3050m/min),同时减小车削背吃力量,适当增大进给量和减小切削深度也有助于抑制振动。

    03、低频振动产生的主要原因件系统和刀架系统的刚度不足,硕朔精密刀具介绍如下措施消除或减小振动产生

    用三爪或四爪夹紧工件时尽可能使工件回转中心和主轴回转中心的同轴度误差最小,避免工件倾斜而断续切削或不均匀切削造成切削力的周期性变化所产生的振动。

    加工细而长且容易变形弯曲产生振动的工件时,采用弹性顶尖及辅助支承的同时加冷却液冷却减小工件的热膨胀变形。

    装夹工件时,不要使工件伸出过长。对刚度不足的工件,采用合理的中心架、跟刀架及顶尖等辅助支承来增加工件的刚度。

    使用顶尖时,顶尖与顶尖锥孔应配合良好,避免顶力太大造成工件弯曲或顶力太小起不到支承作用使工件摆动,并注意尾座套筒悬伸不能过长。

    机床主轴轴承间隙直接影响主轴的旋转精度和刚度,使用中如发现因轴承磨损致使间隙过大刚度不足时,应调整轴承间隙并施加预紧力,以增大工件系统的刚度消除振动。

    定期检查中拖板与大拖板、小刀架与中拖板之间燕尾导轨的接触情况,调整斜镶条使其保持适当间隙避免刀架移动时出现爬行,造成刀架系统的振动。

    每次转动方刀架使刀具转到所需位置时,应压紧并固定方刀架,避免方刀架松动降低刀架系统刚度产生振动。

    苏州硕朔精密刀具生产、定制非标刀具,硬质合金铰刀,数控刀具,机夹刀杆,合金锯片,复合钻头,面铣刀盘,舍弃式三面刃铣刀盘,数控刀柄,焊接刀具等并提供标准钻头、铣刀、丝锥修磨。

    四、高频振动频率高,产生的噪音尖锐刺耳;车削时由于工艺系统的振动,在加工件表面留下的痕迹细而密;如何防止振动生产?

      刀具是产生振纹的主要原因;主要由于后刀面磨损较大,刀具后面与工件之间摩擦的下降性能引起的;调整合理刀具加工参数,经常保持切削刃光洁锋利。增加刀柄的截面积,减小车刀悬伸长度以此来加强车刀及刀杆的抗弯刚度,及时更换后刀面磨损较大的刀具。装刀具时应保证刀杆与工件旋转中心垂直,紧固时要施力均匀,避免刀杆受力不平衡而弯曲产生振动。

      工件方面增加工件的安装刚性,例如将装夹工件悬伸长度尽量缩短,只要满足加工需要即可;切削用量方面选用较小的切削深度和进给量。

      3.强迫振动消除方法:

     ?。?/span>1)减少激振力,主要是消除或降低不平衡引起的离心惯力及断续车削时的冲击力。提高机件的加工,装配质量,改变运行条件。

     ?。?/span>2)增加阻尼和提高工艺系统刚性,这是防止振动的积极措施,有些部件可尝试刚性软接触,消除表面不连续,加工余量不均匀,工件不平衡等周期切削冲击力,配以阻尼器及减振装置消振,常用的隔振材料及隔振器有橡胶隔振器、泡沫橡胶、毛粘等。

     ?。?/span>3)提高传动装置的稳定性,如在车床或磨床上采用少接头、无接头皮带,传动皮带应选择长短一致。用斜齿轮代替直齿轮,在主轴上安装飞轮等。

     ?。?/span>4)其它辅助措施,如:改变装夹工件的方法,改变进刀方向,使用中心架、跟刀架等方法来达到防止消振的目的。

      通过这一系列针对机械加工过程中产生的不同振动,在分析产生振动的原因后采取相应的措施,可明显减小车削过程中的振动,提高了工件表面质量和劳动生产率,延长了刀具的使用寿命。

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