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探讨机床的振荡与防治

来源:admin 浏览:617 发布日期:2017-6-6
大家知道振荡对加工零件的精度及粗糙度有很大的影响,本文就机床振荡原因及类型,以及消除机床振荡的各种办法做一个简单的探讨。

  众所周知机床作业时产生的振荡,轰动不仅会影响机床的动态精度和被加工零件的质量,并且还能降低生产效率和刀具的耐用度,振荡剧烈时甚至会降低机床的使用性能,伴随振荡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,机床的振荡问题也就更加引起人们的重视。
  1 通常情况下,机床作业时所产生的振荡基本上有两大类

  1.1 受迫振荡;受迫振荡也称强迫振荡.在外来周期性力的持续效果下,振荡体系发作的振荡称为受迫振荡.这个“外来的周期性力”叫驱动力(或强迫力). 物体的受迫振荡达到稳定状况时,其振荡的频率与驱动力频率相同,而与物体的固有频率无关.

  1.2 自激振荡。自激振荡是由静能源的能量产生的持续而稳定的周期振荡。在振幅小的期间,振荡能量可平均地得到补充;在振幅增大期间,耗散的能量组成,被包含在振荡体系中,此时补充的能量与耗散的能量达到平衡而接近一定振幅的振荡。心脏的搏动、颤抖、性周期等一些在生物中所看到的周期现象,有许多是自激振荡。例如在车床、铣床和磨床上,常多见到反转主轴体系的受迫振荡,其频率取决于反转主轴体系的转速(在铣削时还与铣刀的齿数有关)。在机床上发作的自激振荡类型较多,例如有反转主轴(或与工件、或与刀具联系)体系的扭转或弯曲自激振荡;机床床身、立柱、横梁等支撑件的弯曲或扭摆自激振荡;还有作业台等移动部件在低速运行时所发作的张弛摩擦自激振荡(通称匍匐)等等。通常把金属切削进程中表现为刀具与工件之间强烈的相对振荡的这种自激振荡称为“颤振”。 机床作业时发作振荡是多见的。机床振荡不仅曲解了工件的几何形状和尺寸,并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,振荡时刀具的耐用度也将急剧下降,甚至致使刀刃的崩坏,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。机床发作振荡后,往往迫使操作工人降低切削用量,因而约束了机床的生产率。

  2 减小受迫振荡的措施

  受迫振荡是由周期性变化的激振力所引起的,其振荡频率等于激振力的频率(或为激振力频率的倍数),可根据振荡频率找出振源,并采纳恰当的措施加以消除。主要途径包括:

  ①减少激振力;②调整振源频率;③进步技术体系的刚度和阻尼;④采纳隔振措施;⑤采用减振设备

  3 通常来说,进步技术体系抗振性

  避免振荡的最普遍办法是增强“机床-刀具-工件”技术弹性体系的刚度,它是任何情况都可用来避免受迫振荡和自激振荡。因而,为了进步全部技术体系的刚度,增强技术体系各环节特别是切削力传递路线上最薄弱环节的刚度,显然是很重要的。当减轻零件的重量既不会降低体系的刚度,也不会使体系特性发作其他不利的变化时,减轻主振体系的质量同进步体系刚度的效果相同,都能进步体系的固有振荡频率,从而减小了振荡的振幅,即起到了进步体系抗振性的效果。当振荡发作以后,为了减小激发振荡时的激振力,即减小受迫振荡时的外激振力,或自激振荡式的内激振力,往往是有必要采纳的消振措施,对于前者例如可减少反转零件的不平衡所引起的离心力、断续切削所产生的冲击力等等,为此有必要做到:

  3.1 对于转速在600转/min以上的零件有必要予以平衡,磨床上的砂轮应予仔细平衡,并常常修正以保持其正确的外形,也可采纳自动平衡设备。机床上使用的卡盘、刀盘等均要予以平衡;
  3.2 进步皮带传动、链传动、齿轮传动及其他传动设备的稳定性。

  3.3 改善以联轴节相连的各轴的轴心线间的不同轴度,从高速轴和主轴上去除带动油泵的凸轮;对于后者则借助于改变切削条件办法,如: (1)选择防震切削用量。在任何情况下都应该避免切除宽而薄的切屑(即在大切削深度和小走刀量下切下的切屑);切削速度应该在容易发作振荡的范围以外,即采用较低的速度和较高的速度来作业; (2)合理选择刀具的几何参数。主偏角和副偏角尽也许选的大些。前角对振荡的影响很大,前角愈大,切削进程愈平稳,故应采用正前角。后角应尽也许取得小些,但不要太小,以致刀具后刀面与加工面之间发作强烈的摩擦,特别是对于走刀量较小的情形; (3)采用抗振刀具等。 以上的避免和消除机床振荡的办法仅仅通常方向,并不也许完全概括一切也许的消振措施,总归,通过机床在使用进程中所暴露出的抗振性能方面的缺陷,采纳相应的措施以进步其抗振性能,保证工件的加工精度。
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