加工中心切削振動分析與預(yù)防
加工中心切削振動分析與預(yù)防 切削時精工機床產(chǎn)生的振動對加工過程和工件的加工質(zhì)量以及精工機床連接特性都有很大影響，而且還會影響生產(chǎn)效率。因此，減少精工機床振動的產(chǎn)生，對控制產(chǎn)品的質(zhì)量非常關(guān)鍵,。本文對精工機床切削加工時產(chǎn)生振動的各種原因進行了歸納，分析了精工機床振動對產(chǎn)品加工質(zhì)量造成的影響，提出了防止和減小精工機床振動的各種有力措施,。 關(guān)鍵詞：精工機床切削 振動 分析 1、振動產(chǎn)生的原因 產(chǎn)品切削加工過程中精工機床所發(fā)生的振動是非常復(fù)雜的,，引起振動的原因是多方面的,，經(jīng)分析，主要有以下幾個方面： ?。?）工件的外形復(fù)雜而裝夾部位選擇不合適：工件外形結(jié)構(gòu)不規(guī)則,，沒有好的基準面，不方便裝夾,，工件夾不緊,，容易在加工時產(chǎn)生松動，隨著切削力的變化而發(fā)生相應(yīng)振動,?！ 。?）工件內(nèi)部組織不均勻：鑄造毛坯件局部有氣孔,、砂眼,、疏松等缺陷，晶粒粗大或者夾有雜質(zhì)等情況,。切削時鑄件軟硬不均勻,，刀具受力不均勻，使得切削力不穩(wěn)定,，易使精工機床產(chǎn)生震動,，有時還會造成打刀，工件的加工質(zhì)量也很難控制,?！ 。?）刀具選擇不合理：刀體材料不合適,，剛性差,，是引起振動的主要原因之一。若選錯了刀具,，有時會使刀具磨損加劇或引起切屑瘤,、拉毛工件表面或出現(xiàn)打刀引起振動而影響產(chǎn)品質(zhì)量,。 ?。?）切削用量和精工機床轉(zhuǎn)速的選擇不合適： ① 切削速度1000,。切削速度與工件待加工表面直徑、工件轉(zhuǎn)速成正比,，當(dāng)wd一定時,，轉(zhuǎn)速越快，切削速度越快,，引起振動的可能性越大,； ②進給量f越大,，刀尖受力越大,，越容易引起振動： ③切削深度pa切削深度越大,，受到的剪應(yīng)力越大越引起對刀尖的阻力增大而引起振動,。 ?。?）精工機床自身狀況的影響精工機床本身的精度不夠也是振動產(chǎn)生的一個方面,。精工機床主軸箱內(nèi)各嚙合齒輪、軸承等配合精度低,，導(dǎo)軌的磨損,，各夾緊裝置的不可靠等，在切削中都可能產(chǎn)生振動,?！ 。?）精工機床周圍環(huán)境的影響附近有產(chǎn)生振動的大型設(shè)備,，或有重型車輛在行駛,，引起地基振動，并傳遞到床身．易造成共振,?！ ?、振動對加工質(zhì)量的影響 振動對加工質(zhì)量的影響是非常大的,，主要表現(xiàn)在以下幾個方面： ?。?）加工過程中的振動降低了加工表面的質(zhì)量，引起加工表面的振動波紋,，表面粗糙度值大,。它還會使工件和刀具之間產(chǎn)生相對位移，影響正常的運動軌跡,。這樣,，就降低了加工表面的質(zhì)量和尺寸精度,。 ?。?）降低了刀具的使用壽命由于振動的產(chǎn)生,，影響刀具的正常切削條件，加快了刀具的磨損,，甚至?xí)鹎邢魅械谋懒?，大大降低了刀具的使用壽命?！ ,。?）影響和降低了生產(chǎn)效率為了避免劇烈的振動，不得不降低切削用量,。同時,，由于降低了刀具的使用壽命，頻繁換刀,、磨刀，使生產(chǎn)效率下降,?！ 。?）使精工機床的原始精度下降,，由于振動使精工機床的運動元件之間松動,，間隙增大，加快了精工機床零件的磨損,，造成精工機床精度下降,，影響切削質(zhì)量，降低精工機床的使用壽命,?！ 。?）影響工作環(huán)境因振動會產(chǎn)生刺耳的噪聲,，使操作者的身心健康受到損害,，降低工作效率?！ ?,、防止和減小振動的措施 由于振動產(chǎn)生的原因是多方面的，我們可以運用全面質(zhì)量管理體系中因果分析法,，依據(jù)具體情況具體分析,，判斷振動產(chǎn)生的原因和性質(zhì)，采取有效措施,，避免和減少振動的產(chǎn)生,?！ ?．1 人的因素 提高業(yè)務(wù)水平，豐富實踐經(jīng)驗,，加強責(zé)任心,，提高設(shè)備維護水平，正確使用和保養(yǎng)精工機床設(shè)備,，保證良好的潤滑和正常運行,。 3．2 機器的因素 ?。?）提高精工機床自身的抗振性：可以從改善精工機床剛性,，提高精工機床零件加工和裝配質(zhì)量方面合理保養(yǎng)精工機床，使其處于******工作狀態(tài),?！ 。?）合理提高系統(tǒng)剛度：車削細長軸(L/D>12)采用彈性頂尖及輔助支承(中心架或跟刀架)來提高工件抗振性能的同時,，用冷卻液冷卻以減小工件的熱膨脹變形,，減小刀具懸伸長度；刀具高速自振時,，宜提高轉(zhuǎn)速和切削速度,，以提高切削溫度，消除刀具后刀面摩擦力下降特性和由此引起的自振,，但切削速度不宜高于1．33m/s（80m/min）,；對精工機床主軸系統(tǒng)，要適當(dāng)減小軸承間隙,，滾動軸承應(yīng)施加適當(dāng)?shù)念A(yù)應(yīng)力以增加接觸剛度,，提高精工機床的抗振性能；合理安捧刀具和工件的相對位景,?！ ?．3 材料的因素 提高毛坯材料的質(zhì)量：要求上道工序的毛坯內(nèi)部質(zhì)量好，避免氣孔,、砂眼,、疏松等缺陷，同時外觀形狀規(guī)則,、均勻,，可以減小工件在切削加工過程中的振動?！ ?．4 方法的因素 （1）工件要正確裝夾 工件夾緊時,，夾緊點要選在工件剛性好，且變形小的部位，以減小接觸變形,，并且距工件承受切削力的位置越近越好,，以減小工件受到力矩作用引起變形而產(chǎn)生振動?！ ,。?）合理選擇刀具的材料 加工脆性材料可選用鎢鈷類硬質(zhì)合金刀具，加工塑性材料可選用鎢鈷鈦類硬質(zhì)合金刀具,。如鎢鈷類YG8和鎢鈷鈦類YT5,，抗振性強，分別適用于鑄鐵,、有色金屬和鋼件的粗加工,；而YG3和YT15則適用于精加工?！ ,。?）合理選擇刀具的幾何角度 刀具在切削過程中，對產(chǎn)生振動影響******的幾何角度是主偏角和前角,。選擇刀具的幾何角度時,，一般注意以下幾個方面： ①工件系統(tǒng)剛性較弱時,，應(yīng)采用較大的主偏角,，在o75～o90時，可有效減小徑向切削分力,。 ?、?適當(dāng)增大前角,，使切削刃光滑銳利，降低表面粗糙度值,，減小切削和刀具前面的摩擦力,，可同時抑制和排除切削瘤產(chǎn)生，降低徑向切削分力,?！ 、郾M量不采用負前角,，盡量選用較小的刀尖圓弧半徑,。 （4）合理選用切削用量
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