复杂精密零件车削中振动消除方法
车削过程中的振动分析与减振措施
防止振动 的积极措施 ,有些部件可偿 试刚性 软接触 ,Байду номын сангаас理调整 间隙 ,消除工件 不平衡 。 针对 加工余量不均匀 ,表面不连续 等削冲击 力 ,可 以 配 以阻 尼 器及 减 振装 置 消振 , ( 3 ) 合理选择切削用 量,避免给机床和 刀
具过大负载 。
由此 可 见 , 车 削 加 工 中 的 振 动 有 自由 振
方 法 及 刀 具 的 锋 利 程 度 、 刀 具 的几 何 角 度 等 方面关系密切。
认真准备 ,仔细加工 的工件在最 终完成 时变
得 无法达 到精度 ,幸勤 的劳动毁 于一旦 ,对
学生在技 能考试 中的通 过率无 疑会产生重大
影响 这 也是我们提 高教学质量 ,让学生 能
会产生强烈的 “ 共振”并且会愈演愈烈。 ( 2 ) 传 动 机 构 的 缺 陷 因素 我们还发 现车床 上的零部件 ,尤其 是传
动 中 的旋 转 零 件 , 由 于 制 造 或 装 配 不 良 ,就 会 在 转 动 是 时 产 生 周 期 性 的干 扰 力 ,而 成 为
综合 以上两方面 来看,车削过程 如 :宽 刃车 刀车外圆 时或横 向走刀切槽 时,经常看 N T 件 表 面 的 振 纹 ,就 是 再 生 颤 振 的 结 果 。
法 , 改变 进 刀 方 向 ,使 用 中 心 架 、跟 刀 架 等
1 、车削中的强迫振 动
强 迫 振 动 从 观 察 的 结 果 看 是 由外 界 连 续 的激 振力 引 起 , 并 且在 车 削 过程 中 始 终 保 持 。 我 们 分 析 下 加 工 中都 存 在 哪 些 激 振 力 ,这 样 就 可以找到强迫振动产生的具体原因 :
动 、强迫振 动和 自激振 动三种 。而三种情况 中, 占主导地 位 的是 自激振动 与强迫振动 , 自由振动所 占的 比重较 小 。所 以我们应该着 重 分 析 强 迫 振 动 和 白激 振 动 在 车 削 加 工 中 的
车削加工产生振动的原因及解决办法宗宪文
车削加工产生振动的原因及解决办法宗宪文发布时间:2021-09-27T07:06:24.144Z 来源:《中国科技人才》2021年第19期作者:宗宪文[导读] 车削时会生成一定的振动对正常的切削过程产生影响,也会导致加工工件表面的质量受影响,使机床和刀具的使用寿命下降,与此同时大量的噪音还会对操作者的工作情绪产生影响,需要采取合理的措施,对这些加工过程中生成的振动、噪音问题进行控制。
哈尔滨工程大学黑龙江省哈尔滨市 150001摘要:车削时会生成一定的振动对正常的切削过程产生影响,也会导致加工工件表面的质量受影响,使机床和刀具的使用寿命下降,与此同时大量的噪音还会对操作者的工作情绪产生影响,需要采取合理的措施,对这些加工过程中生成的振动、噪音问题进行控制。
本文具体分析研究车削加工时产生振动的原因,并且阐述相应的解决方法,以供参考。
关键词:磨损;车削加工;原因;解决办法;振动1 车削加工振动概述在机械运动过程中振动是非常常见的,主要是物体在平衡位置周边进行往复运动过程而产生的振动,有有益的一面,也有有害的一面。
有益的一面如振动可以进行运输、探伤、对精密仪器进行清洗,而车削加工时如果出现振动会影响加工工件,导致加工工件表面粗糙度增大,甚至会产生一定的纹理,无法达到加工要求。
通常随着第1次振动的出现,后续的加工也会产生连续振动。
这种振动会导致各工序出现误差,这种误差长时间累积会影响工件的精密度,甚至到造成工件报废。
另外振动不单单会影响加工精度和加工质量也会导致刀具和机器设备出现磨损,如果出现这些问题会影响整个机床和刀具,一些经验丰富的工人会对机床情况进行充分了解,牺牲加工效率的情况下来对零件切削的加工量进行控制,以便抑制振动所对工件产生的影响。
2 车削加工振动产生的原因2.1 车削中的强迫振动强迫振动主要是系统在外界周期性干扰的条件下造成的不衰减振动。
出现强迫振动的原因多种多样,主要有以下几项。
首先由于不平衡导致的离心惯性力,在车床加工过程中会因为质量偏心而导致高速旋转,产生较大的离心惯性力。
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。
车削加工中振动产生原因及消除措施
李 平
( 哈 尔滨理工大学工程训练 中心 , 黑龙江 哈 尔滨 1 5 0 0 0 0)
摘 要: 在车 削加 工中, 减 少机床产 生的振动是 十分重要的 。因为其振动 对加 工过程及加 工质量及对机床 的连接 特性 , 降低 生产效 率。 为提 高产品质量 , 减少机床振 动十分关键 。 本文重点论述机床在 工作 中产生振动的种种原 因并且进行 了归纳 , 分析 了机床振动对产品 加工质量造成的影响 , 提 出了防止和减 小机床振动的各种有力方法。 关键词 : 振动 ; 振动分析 ; 消除措施 ; 机床切 削
车削过程中的振动和消振措施
车削过程中的振动和消振措施作者:申煜来源:《职业·下旬刊》 2012年第7期文/申煜在金属切削机床上对零件进行切削加工时,一般工艺系统所受的力包括切削力、夹紧力、运动部件的惯性力、接触部件相对运动的摩擦力、外界的干扰力、机床内部的激振力以及工件和夹具的重力等。
这些力作用在机床、工件和刀具上,使其产生一定的弹性变形,导致工艺系统产生振动。
在进行切削加工时,由于工艺系统发生强烈的相对振动,从而使工艺系统的各种成形运动受到干扰和破坏,这不仅使加工表面产生波纹,严重降低加工精度和表面质量,而且缩短机床和刀具的使用寿命,降低切削效率。
随着科学技术的不断发展,零件表面的质量要求越来越高,振动往往成为提高产品质量的主要障碍。
所以,在切削过程中应先了解振动产生的原因,然后采取相应的解决办法,本文主要介绍车削过程中产生的振动及消振措施。
一、车削过程中的振动1.车削中的强迫振动强迫振动是由外界持续激振力引起和维持的振动,车削中强迫振动产生的原因有以下几种;(1)不平衡离心惯性力。
当车床工作时,一些零部件如电动机、皮带轮、主轴部件以及传动齿轮等,由于存在质量偏心,在高速回转时产生离心惯性力,这种离心惯性力就是使机床产生振动的激振力。
(2)传动机构的缺陷。
机床上的零部件,特别是传动中的旋转零件,由于制造不精确,装配不良,转动时会产生周期性的干扰,成为强迫振动的振源。
(3)断续切削。
加工断续的工件(如形状不规则的工件和偏心工件)表面,常常会发生刀具与工件的冲击。
若被加工部分与间断部分有节奏地交替时,就可能产生周期性的激振力,这种交变切削力就会引起强迫振动。
(4)地基振动。
地基振动的强度一般取决于两个因素:一是受到邻近设备如冲床、钻床等的影响,产生振动;二是建筑物和地基等承载结构的谐振特点,当引起地基振动时,地基就会把振动传给机床,导致机床和地基一起振动。
因此,要想在车床上加工出精度较高、表面粗糙度值较小的工件,就必须把车床和地基隔开。
车削加工中振动产生原因及消除措施
车削加工中振动产生原因及消除措施作者:黄建国来源:《中国教育技术装备》2011年第28期1 振动的类型一般来讲,在机械加工中产生的振动都具有受迫振动和自激振动,与机床、夹具、刀具和工件组成的工艺系统的动态特性有关。
在消除机床回转组件(如电机、工件、旋转轴等)和传动系统(如皮带轮、滚动轴承、液压传动系统的压力脉冲等)的振动后,车削加工中的振动主要是不随车削速度变化的自激振动,主要是车削过程中工件系统的弯曲振动(其频率接近工件的固有频率的低频振动)和车刀的变形产生的弯曲振动(其振动频率接近车刀的固有频率的高频振动)。
2 振动原因分析在车床安装时加设隔振地基、传动系统无缺陷以及切削过程中无冲击存在的情况下,车削振动的主要类型是不随车削速度变化而变化的自激振动,其主要原因是加工过程中工件及刀架系统变形而产生的低频振动以及因车刀的变形而产生的高频振动(其频率接近车刀的固有频率)。
这类振动常常使机床尾座、刀架松动并使硬质合金刀片碎裂,且在工件切削表面留下较细密的痕迹。
车削中的低频振动通常是工件、刀架都在振动,它们时而相离(振出),时而趋近(振入),产生大小相等、方向相反的作用力与反作用力(即切削力Fy和弹性恢复力F 弹)。
刀架的振出运动是在切削力Fy作用下产生的,对振动系统而言,Fy是外力。
在振动过程中,当工件与刀架作振出运动时,切削力F振出与工件位移方向相同,对振动系统做正功,振动系统则从切削过程中吸收一部分能量W振出储存在振动系统中;刀架的振入运动则是在弹性恢复力F弹作用下产生的。
当刀架振入时,F振入与工件位移方向相反,振动系统对切削过程做功,即振动系统要消耗能量W振入。
由于切削力周期性变化,使得W振出>W振入或F振出>F振入,从而使工件或刀具获得了能量补充产生低频的自激振动。
此时,在力和位移的关系图中,振出过程曲线处在振入过程曲线的上部。
而高频振动产生的原因是在某速度区段内,刀具后刀面与切屑之间的摩擦,使切削力Fy随切削速度V的增加而减小,即具有下降特性,造成F振出>F振入,故加工系统有自激振动产生。
在车削中如何消除振动
在车削中如何消除振动1. 消振措施由上面的分析可知,系统是否发生切削颤振,既与切削过程有关,又与工艺系统的结构刚度有关,针对振动的特点,特提出相应的消振措施。
1.1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,便得F趋远> F趋近,而产生了振动。
因此,除了增加系统沿Y方向的刚度及阻尼外,设法减少切削分力Fy及任何阻止工件与刀具沿Y方向的相对位移的因素,通常都能减弱或消除振动。
主要可采取下面几种措施:(1)车削时,一般当v=30~70m /min速度范围内,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,在高速或低速范围进行切削,自振极不易产生。
(2)应尽量避免宽而薄的切屑的切削,否则极易产生振动。
在许可的情况下(如机床有足够的刚度,足够的电机功率,工件表面粗糙度参考值要求较低时等),适当增大进给量和减小切削深度也有助于抑制振动。
(3)适当增大刀具前角γ可减小Fy力,从而减弱振动。
但在切削速度较高的范围内,前角对振动的影响将减弱,所以高速下采用负前角切削,不致产生强烈的振动。
通常采用双前角消振刀,利用图1前面的宽度f来控制刀具和切削的接触长度,可显著减小切削力,从而抑制振动。
低速时γ1>0,高速时γ0<0,γ1与γ2之间相差15°(4)当切削深度和进给量不变时,随着主偏角Kγ增大,切削分力Fy减少。
因此,适当增大刀具主偏角,可以消除或减小振动。
(5)刀具后角太大或刀刃过分锋利,刀具切人工件时,容易产生振动。
当后角减小到2°~3°时,振动有明显的减弱。
在刀具后面磨出一段负倒棱,如图2所示,约0.1-0.3mm负倒棱,可以减小径向切削力和抑制振动。
(6)刀架系统如果有负刚度是时,容易“啃人”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。
1.2工件系统和刀架系统的刚度不是产生低频振动的主要原因,可采取下面的措施来消除或减小振动:(1)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。
车削过程振动的产生原因及消除措施
盘夹持工件时车床大都产生 自激振动 。特别是较大
() 1 合理选择切削用量。在车削 中, 自激振 动的
的盘类零件 , 工件直径超过主轴直径 , 使切削力矩大 产生与否 ,很大程度上取决 于切削用量三要素 的选 通过大量生产实践证明 , 大背吃刀量 Ⅱ 或减 增 p 幅度增加 , 这不仅对传动系统造成不利的振动 , 而且 取上 ,
1 车床振 动的分类
车 削 过程 中 的振 动 主要 分 为 3种 : 自由振 动 、 强
() 4 地基振动 。地基振动的程度 , 一般取决于两 方 面因素 : 一是邻近设备 , 如冲床 、 锻锤等 引起 的振 动强度 ; 二是地基 和建筑物承载结构 的谐振特性 , 当
引起地基振动时 , 地基 同时也把振动传给机床 , 导致 要想在机床上加工出高 迫振动和 自激振动 。 而在这三种类型 中, 主要是强迫 机床与地基一起振动 。因此 , 则必须将机床与地 振动和 自激振动 , 强迫振动约 占 3 % , 0 自激振动约 占 精度 和表面粗糙度值低的零件 , 基 隔绝开 来 。 6 %, 5 自由振动所 占比例很小 。因此 , 这里主要分析 12 车削中的 自激振动 . 的是 强 迫振 动 和 自激振 动 。 在没有外力周期性 的作用下 ,由工艺 系统 内部 11 车 削 中的强 迫振 动 . 强 迫 振 动 是 系统 在 外界 周 期 性 干扰 力 的作 用 下 激发及反馈的相互作用而产生 的周期性振 动 ,称为
校学生正常的实 习实训带来 了一些不利 因素 。笔者 时刀具和工件常常产生 冲击 ,当被加工部位与间断 通过在工作 中对这一现象的深入分析 、 反复实践 、 不 部分有一定 的节奏交替 时 ,就可能产生周期性的激 断反思 , 总结 提炼 出一些 看 法供 大家 探 讨 。 振力 , 而这 种 交变 的切 削 力就 会 引起 强 迫振 动 。
车削加工产生振动的原因及解决办法
189机电技术应用Application of Mechanics-electronics Technology车削加工产生振动的原因及解决办法林 田(哈尔滨工程大学工程训练中心,黑龙江 哈尔滨 150001)摘 要:振动是生活中常见的一种运动形式。
文章主要介绍了在车削加工过程中振动产生的原因,并分析不同类型的振动产生的影响,对不利于生产的振动提出相应的解决办法,以保证高效率工作,维护工作者的健康。
关键词:车削加工;振动;原因;解决方法中图分类号:TG51 文献标志码:A 文章编号:1672-3872(2019)16-0189-01——————————————作者简介: 林田(1991—),女,黑龙江桦川人,本科,助理工程师,研究方向:机械制造技术。
振动是一种常见的机械运动方式,指物体在平衡位置附近随时间做往复运动。
关于振动,既有有利的一面,如振动探伤、振动清洗精密仪器、振动运输等,同样,振动也有具有危害性的一面,在车削加工时,振动会使得被加工工件的表面粗糙度增大,有时还会出现纹理,不能达到加工要求。
同时,一般随着第一次振动的产生,之后的加工也会伴随着连续振动,使得整个加工过程每一道工序都会产生误差,误差的累计甚至会导致工件的报废。
并且振动不仅对加工精度和加工质量存在影响,还会对机器和刀具产生磨损,一旦发生这种情况,会导致整个车削加工机床和刀具受损,久经加下,随着加工过程的进行慢慢消失。
2)受到外部环境周期性激励作用下产生的受迫振动,例如加工零件的过程若是断断续续的过程,就会受到外部的影响,振动完全由外部激励控制,振动情况随激励变化而变化。
3)车床本身的原因引发自激振动,例如机床自身的老旧或者机床自身的制造问题,使得机床在工作时产生振动,继而引发加工过程产生振动,这种振动是很危险的,它是机床本身的属性之一,若不改善机床,这种振动会一直发生,随着时间的积累,对机床本身的破坏会越发的加重。
4)最典型的振动是加工过程中刀具的振动,例如在车削加工过程中,若刀具夹持的位置不对,或者加持过程中刀具发生偏移,甚至刀具未完全夹紧,或者用刀具加工切削硬度远超过刀具加工极限的材料时,刀具都会发生从轻微到剧烈不同程度的振动,对加工过程造成影响。
车削加工中振动的原因与消振措施
随摩擦速度 的增加 而下降的杼 ,即负摩擦 特 性。 在机械系统 中, 具有负摩擦杼 『的系统容易 生 激发 切削振动。 2 . 2再生切 削时 因工件 在前一 转时振 动 留 下 的痕迹 引起切 削厚度周期性 的变化 ,从而影 响切 削力 的周期 变化 。一般说 , 后转 ( 后次) 切削 的振纹相对 于前转f 7 切削 的振纹 总不同步 , i 欠) 狩 它们 在相 位上总有 一个差值 ‘ p ,在 一 振动周 个 期中, 对振纹 曲线 Y = cs t O n Yom , n) Y 在相位 上滞 后 于前次 的 Y卜l 即 (‘ 盯的情况 , r f kp 1 ) < 可以看 , 在振 出的半 周期 中的半均切削厚 度大于振人 的 半周期 中的平均切削厚度 ,于是振 出时的切削 力 所做 的功大于振 人时切 削力所 做 的负功 , 系 统就会有能量输人 , 振动就有可能得 以维持 。 于 是Y n比 Y 1 一 超前 ‘的情 况 , p 则正好 和滞后 时 的情况相反 。 2 _ 3振动时 , 刀尖相对运动 的轨迹是一个形 状 和位置都不十分稳定 的 , 封闭的近似椭 圆。 这 种情 况在 车削螺纹或用宽 刃刀 f 刃宽小于螺距 ) 车 肖方 牙螺纹的外 圆时易产生 , 时后一转 的 这 切 削与前 一转切削表面完全没 有重叠 。因椭 圆 轨迹 随相位差变化而变化 ,从 而引起 切削面 周 期性变化 , 最终引起切削力周期性的变化 。
一通常发出的噪 音 比较低 沉 , 振动较为剧烈 , 在加工表 面留下 的 振 动痕迹深而宽 。在低频振动 时通常:件系统 [ l 和 刀架系统都在振 动,它 们时 而趋远 ,时 而趋 近 , 大小 相等方 向相反 的作用 和反作用力 。 产生 在 振动过程 中 , 当T件与刀 具趋远 时, 削力 F 切 趋 远与工件位移方 向相 同 , 做之 功为正值 , 所 系 统 获得输入 能量 E+, ( 当工件趋近 刀具时 , 削 ) 切 力F 趋近与工件 位移方 向相反 ,所做之功 为负 值 , 消耗 能量 E ) 系统 f, . 在车削过 程中 , 由于各种 囚素 的影 响都可 能引起切 削力周 期性 的变化 , 并使 F 趋远 > 趋近 ,(> ㈠ , F E+ E 即在每一振动周 ] 期 中, 切削力对工件 ( 刀 具1 做之正功总是 大 或 , 所 于它对_件( 刀具) 【 , = 或 所做之负功 , 从而使工件 ( 或 刀具) 获得能量补充产生 自 振动。 激 在车削过程 中, 影响切削力周期性 地变化 , 并使 F 出> 切人 的情况有 以下几个 因素 : 退 F 2 切削与刀具相 对运动产生的摩擦 力。 . 1 在 加工韧性钢材时径 向切 削分力 F 开始 随切 削速 度的增加而增大 , 某一速 度开始 , 自 随切削速 度 的增加而下降。 据切削原理可知 , 向切 削分 力 径 F 主要取决于切削与刀具相对运动产生的摩擦 v 力 , 削与刀具前刀 面的摩擦力 。 即切 摩擦 力具有 4 . 3采用 强制式 搅拌 机 钢纤维混凝土搅拌机 ,一般最好 使用强 制 式搅拌机 和双锥 反转 出料搅拌机 。当纤维掺 量 较高 和坍落 度较小时 ,为不使搅拌机超负荷 T 作, 搅拌机的利用率相应有所降低。 4 4浇 注和振捣 钢纤维混凝土在浇注时 ,不得有 明显 的浇 注接头 。 每次倒料 必须相压 1-0m, 52 c 使钢纤维 混凝上保持整体连续性 。 同时 , 维混凝 土的 钢纤 浇注必须连续进 行。因使用插入式振动棒插 入 钢纤维混凝 土进行振捣 ,会使钢纤维朝振 动着 的振动棒 聚集 , 集束效应 , 产生 为确保钢纤维 的 二维分布 , 宜使用平板振 动器振捣成型。 当采用 振捣棒 时 , 为保证边 角混凝土密实 , 应使钢 纤维 纵 向条状集束 排列有 利于抵抗 板体 收缩应力 、 温度应力及 荷载的传递 。振捣好 的混凝 土表面 应抹平 , 将外露 的钢纤维压入混凝土 中 , 以防止 露 出表面的纤维锈蚀或刺人 。 4 . 型 5成 钢纤维混凝 土具有 粗骨料细 、 砂率大 、 纤维 乱 向分布 的特点 ,因此钢纤维混凝土路 面宜采 用真 空吸水二艺 , r 机械抹平 以防止钢纤 维外露 。 采用 压纹 机压纹工艺 以避免拉 毛产 生纤维外露 现象 。拆模 后对 纤维外露或漏振时 , 应及 时处
数控机床切削时振动的消减方法探讨
数控机床切削时振动的消减方法探讨随着制造业的不断发展,越来越多的企业开始重视数控机床的使用。
而在数控机床的使用中,振动问题一直是不容忽视的,这不仅会对机床本身造成损伤,还会给工件加工带来困难。
因此,如何消减数控机床切削时的振动问题就成为了一个研究热点。
本文就介绍一些常用的方法来消减数控机床切削时的振动问题。
一、降低加工切削力在切削加工中,加工切削力是导致振动产生的重要因素之一。
因此,可以通过降低加工切削力的方法来消减振动。
这种方法一般通过优化切削参数和改进刀具设计来实现。
例如,选择合适的刀具转速和进给量,以减少切削力的大小;采用新型的刀具材料和结构,以提高刀具的稳定性和刃口质量;优化刀具的几何形状和切削参数,以提高切削效率同时减少切削力的大小。
这些工作可以通过计算机模拟、实验验证和实际机床加工效果来完成。
二、调整机床结构与刚度振动的发生与机床结构和刚度密切相关。
机床结构设计不合理或机床刚度不足,都会导致机床在加工过程中出现振动问题。
因此,在使用数控机床时,可以通过调整机床结构和提高机床刚度的方法来消减振动。
例如,在机床设计时,选择合适的铸造材料、优化机床结构和螺栓安装方式、增强机床刚度等,都可以有效降低数控机床切削时的振动。
此外,还可以采用配备自适应控制系统的机床,实现机床、工件和刀具之间的强耦合作用,进而消减振动。
三、采用补偿控制技术在数控加工中,由于机床精度和环境因素的影响,难免会出现误差。
这种误差会使加工后的工件精度不达标,严重时还会引起振动。
为了解决这个问题,可以采用补偿控制技术。
其原理是通过控制系统自动计算出误差值,并根据误差值对加工过程进行控制和补偿,以达到消减振动的目的。
目前,常用的补偿控制技术包括位置补偿、刀具补偿、磨削补偿等,这些技术都可以有效消减振动问题。
综上所述,数控机床切削时的振动问题一直是制造业中的一个技术难点。
为了实现高效稳定的数控加工,必须采取有效措施消减振动。
本文介绍了降低切削力、调整机床结构与刚度、采用补偿控制技术等多种方法。
论述机械加工的振动消除与利用的方法
论述机械加工的振动消除与利用的方法振动能够给机械加工带来不良的影响。
如果出现振动,工件相对于刀具会产生位移,生产的产品会在表面产生振痕,如果振动严重会导致产品质量下降。
振动能够使加工系统不断受到工件的反作用力,会使刀具磨损或者崩刃,破坏机床加工系统,使工作无法正常进行。
同时振动也有一定作用,例如通过振动消磨和超声波加工等方式,会对机械加工产生促进的作用。
因此需要对机械加工中产生振动的原因进行分析,对振动进行控制,充分地将振动有效地利用起来。
1 振动的类型和产生原因导致振动产生的原因有许多方面,主要有3种类型:自由振动、强迫振动、自激振动。
1.1 对自由振动进行分析如果系统工作中外力消失,机床系统自身会产生衰减运动,称为自由振动。
产生的原因是工艺系统受到部分作用力,例如外界对系统的冲击力、机床传动系统非周期性引起的冲击力和加工工件时产生的冲击力等,会使系统的本身不平衡,需要靠系统本身的弹性恢复力进行恢复,由此产生的振动主要是自由振动。
自由振动的频率同系统自身的频率相同,但是系统会产生阻尼作用力,因此自由振动会慢慢消退。
1.2 对强迫振动进行分析强迫振动主要是受到外界周期性的干扰力引起的振动。
其产生的主要原因是:在切削加工中,因为构造机床的零件有些精度不高,当机床在工作时会出现不均匀的现象,从而导致振动的产生。
同时在刀具反面也会引起振动,各种刀具都具有自己独特的刃口高度,因此在机械加工就会产生振动。
如果被切削的工件出现表面不连续以及软硬度不相同等等方面的原因,也能够导致在加工中产生振动。
同时在加工系统的外部,也存在着导致车床在工作时产生振动的原因。
强迫振动具有自己独特的特点,主要为:因为导致振动产生的稳态是谐振动,所以在干扰力没有消除时,振动不会减退,如果干扰力消除,振动就会立刻停止;根据振动产生的原因,振动的频率等同于干扰力的频率;当系统的阻尼力变小,强迫振动的振幅就会变大,谐波的影响轨迹范围也越大,因此加大阻尼,可以有效地减少强迫振动的振幅;在共振的区域,很小的频率就会导致振幅变化大,同时相位角也会发生变化。
数控机床切削时振动的消减方法探讨
数控机床切削时振动的消减方法探讨数控机床在切削加工过程中常常出现振动现象,这会使得加工精度下降,甚至会影响加工质量。
对数控机床切削时的振动进行消减是非常重要的。
本文将就数控机床切削时振动的消减方法进行探讨。
一、振动产生的原因数控机床在切削过程中,振动是由多种因素引起的,包括机床结构刚度不足、刀具磨损、切削参数选择不当、工件固定方式不合理、切削力的激励,以及工件自身的弹性变形等。
这些因素综合作用下,会导致数控机床在切削加工中产生振动。
二、消减振动的方法1. 优化机床结构数控机床的结构设计是影响振动的重要因素,通过优化机床的结构设计,提高机床的刚度和稳定性,可以有效减少振动的产生。
在实际工程中,可以采用有限元分析等工具对机床结构进行优化设计,以减少振动的产生。
2. 选择合适的刀具和切削参数选择合适的刀具和切削参数对于减少振动也是非常重要的。
合理选择刀具的材料和几何参数,以及合理选择切削速度、进给速度和切削深度,可以降低刀具的振动和切削过程中产生的振动。
3. 优化加工工艺针对不同的工件和加工要求,可以采用不同的加工工艺来减少振动。
可以采用多道次切削的方法,减小每次切削的深度,可以降低切削过程中产生的振动。
采用合适的夹紧方式,保证工件的固定稳定也是降低振动的有效方法。
4. 使用振动控制装置在数控机床上安装振动控制装置是一种比较直接的方法来消减振动。
通过在机床上安装振动传感器和控制器,可以实时监测和调节机床的振动状况,以达到减少振动的目的。
5. 提高加工精度提高数控机床的加工精度也是减少振动的一种方法。
提高机床的控制精度和加工精度,可以降低切削过程中的振动产生,从而提高加工质量和加工精度。
6. 合理使用减振工具在实际加工中,可以使用一些减振工具来减少振动。
可以在数控机床的床身下增加减振垫,或者在机床的支撑座上安装减振器等,可以有效减少机床的振动。
数控机床在切削过程中的振动是一个常见的问题,对于振动的消减需要从多个方面来考虑。
数控机床切削时振动的消减方法探讨
数控机床切削时振动的消减方法探讨【摘要】数统计等。
感谢配合!数控机床在切削加工过程中常常面临振动问题,振动不仅影响加工质量和加工精度,还会影响设备的稳定性和使用寿命。
本文从振动产生的原因、传统消减方法、先进消减方法、振动控制技术和工艺参数优化等多个方面进行探讨,并总结了各种方法的优缺点。
展望了未来可能的发展方向,为数控机床振动问题的解决提供了参考和借鉴。
通过本文的研究,可以为数控机床的振动控制提供一定的理论基础和实践经验,为提高数控机床的加工效率和质量提供参考。
【关键词】数控机床、切削、振动、消减方法、研究、引言、振动产生原因、传统消减方法、先进消减方法、振动控制技术、工艺参数优化、结论、总结与展望。
1. 引言1.1 研究背景数统计等。
谢谢!数控机床在现代制造业中起着至关重要的作用,其高精度、高效率的加工能力受到广泛认可。
在实际加工过程中,振动问题往往是制约加工质量和效率的重要因素之一。
数控机床在切削时会产生各种类型的振动,包括切削力振动、机床结构振动和刀具振动等,这些振动会导致零件表面粗糙度增加、加工精度降低甚至影响机床的稳定性和寿命。
对数控机床切削时振动的消减方法进行研究,不仅可以提升加工质量和效率,还能延长数控机床的使用寿命。
传统的振动消减方法存在一定局限性,需要不断探索创新的先进消减方法,结合振动控制技术和工艺参数优化,实现振动的有效控制和降低,为数控机床的进一步发展提供支持和保障。
本文旨在探讨数控机床切削时振动的消减方法,为优化加工过程和提升加工质量提供理论支撑和技术指导。
1.2 研究意义数达到要求后可以停止等。
感谢配合!:数控机床切削时振动的消减是提高加工质量和效率的关键技术。
振动会导致刀具磨损加剧、工件表面粗糙度增加、加工精度降低,甚至会影响机床的稳定性和寿命。
研究如何有效地减少数控机床切削时的振动,对于提高加工质量、降低生产成本具有重要意义。
通过寻找振动产生的原因,探索传统和先进的消减方法,以及应用振动控制技术和优化工艺参数,可以有效地减少切削过程中的振动,提高加工的精度和效率,进而提升企业的竞争力和市场地位。
数控机床切削时振动的消减方法探讨
数控机床切削时振动的消减方法探讨随着现代机械制造技术的发展,数控机床得到了广泛应用。
相比传统机床,数控机床具有加工精度高、生产效率高、自动化程度高等优点。
然而,在数控机床加工过程中,由于切削力、切削刃具和工件间的摩擦等原因,机床会产生振动,这会严重影响加工精度、表面质量和加工效率。
因此,消弭数控机床振动是当前机床技术研究的重要方向之一。
一、数控机床振动的成因数控机床在进行切削加工时,由于切削力的存在,造成了机床和工件的振动。
具体表现为:1.机床结构本身的振动:机床在设计制造时,其结构必须保证足够的刚度和稳定性。
因此,必须通过选择材质、加强支撑、降低制造精度等手段来避免结构振动的产生。
2.刀具材质和精度:刀具的振动会影响机床的稳定性,因此选择质量好的刀具、切削部位平衡较好的刀具,可以有效减少振动。
3.工件物理性质:工件的质量、形状和材质等因素,也会对机床振动产生影响。
不同的工件需要采用不同的工艺参数,以保证加工效率和质量。
4.切削参数:切削速度、切削深度、切割力等工艺参数,都会直接影响机床的振动。
1.加强机床刚度:提高机床刚度是解决机床振动的重要手段。
加强材质的选择,增加机床的结构稳定性,使用插板或者板弹簧等阻尼材料,能够有效降低机床振动。
2.改进加工程序:合理的加工程序能够减少机床振动。
例如,减小切削力、调整进给量、优化刀具选择等。
4.优化工件夹紧装置:工件夹紧装置的优化设计对于提高机床的加工稳定性有着重要作用。
采用适当的夹紧力度、合适的夹紧高度、以及液体冷却等方式,都能够起到很好的减振效果。
5.采用自适应控制技术:数控机床采用自适应控制技术,能够实时地检测振动情况,进行反馈控制。
这种技术不仅可以有效消除机床振动,还能够提高生产效率。
6.加装振动消除器:振动消除器是机床附件设备之一,利用主动或被动的控制方式,消除机床振动。
被动振动消除器,主要是采用阻尼垫、支撑孔和拍子等方式,通过阻尼和吸震来消除振动。
车削过程中的振动分析与消振措施
重谈车削过程中的振动分析与消振措施昂朝凯2003年的实习教学工作已经结束,有一个难题常期的困惑着我们——振动。
当我们在进行切削加工的过程中,工艺系统由于受到各种力的作用,以及弹性系统的力学特性影响,工件各刀具之间常常发生强烈的相对振动,从而使工艺系统的各种成形过程受到干扰和破坏。
它不不仅使加工表面产生波纹,严重恶化加工精度和表面质量,而且缩短机床和刀具的使用寿命,降低切削效率。
另外,振动时所发生的噪音会影响操作者的情绪和注意力,慢慢产生一种恶性循环,使我们经过认真准备,精心操作的工件在最终成形的一刹那,变得面目全非,幸勤的劳动于一旦,对我们学生在考工中的合格率,优秀率无疑产生了重大影响。
这也是我们提高教学质量,让学生了解和掌握未来实际生产中的关键技术,必须解决的一个重要课题。
针对这个问题,一个车加工工件最终的好坏,主要是取决于它的尺寸精度,形位精度及表面质量三个方面。
而振动给以上三个方面的负面影响无一幸免。
因此我们认为必须在分析振动原因,找出振动源着手,从而采用相应的消除和减小振动的方法,措施。
下面是我们分析的车削加工系统上的力及其影响:工件——刀具——振动源——(环境、电机、机床自激震动、系统的被迫震动)——工件的不平衡性(自由振动)——振源聚合——产生强烈的振纹。
从此可以看出,机械加工中的振动有三种,自由振动、强迫振动和自激振动。
而三种情况中,占主要的是强迫振动和自激振动,自由振动所占的比例较小。
所以现在我们就着重分析强迫振动和自激振动在车削振动中的影响。
1、车削中的强迫振动强迫振动从观察的结果看是由外界持续激振力引起的,并且在车削过程中始终地作相应的维持。
我们今天分析某些激振力因素,也就找到了强迫振动产生的具体原因:(1)不平衡离心力、惯性当车床工作时,一些相对旋转机件,工件如:电机转速,皮带轮,皮带、主轴及各种齿轮,它都存在微量的偏心,少数部件还相对严重,在高速回转时,产生离心惯性力就使机床振动。
车削加工中振动产生原因及消除措施
车削加工中振动产生原因及消除措施摘要:工作人员在进行车削加工时不难发现会导致一定的振动,这种振动使正常的加工系统受到影响,影响正常的工作甚至加工产品的外表,因为振动系统受损后导致外观模型变样。
一旦发生这种情况,还会导致整个车削加工加床和刀片的受损,从而大大降低工作效率,影响工作人员的工作情绪。
如果降低一定的噪音,则可以提升工作效率,所以掌握车削加工中导致产生振动的原因十分重要。
关键词:车削加工;振动;原因引言在进行车削加工过程中,导致振动的现象有很多,文章主要针对产生原因,根据不同振动现象提出了相应的改善建议和改进措施。
希望能够对车削加工提供一定的帮助,大大减少车削加工过程中所产的噪音和振动,从而提高加工效率,减轻工作人员的烦躁情绪,使加工人员能够更好地投入到工作中。
1振动的类型在机械加工中产生的振动,按产生的原因来分类,都具有自由振动、受迫振动和自激振动,与机床、夹具、刀具和工件组成的工艺系统的动态特性有关。
自由振动是当振动系统的平衡被破坏,由弹性力来维持系统的振动。
是切削力的突然变化或其它外力冲击引起的。
可快速衰减,对车床加工影响非常小,可忽略不计。
受迫振动产生的原因是由系统外部或内部周期变化的激振力(也叫振源)的作用下而产生的振动,共振是受迫振动中的一个特例。
此振动主要由以下几方面原因产生高速回转存在不不衡,例如卡盘和工件、主轴、电动机转子、带轮等。
就是因为零件的不平衡而产生激振力F(也叫离心惯性力),车床传动存在误差,车床传动当中的齿轮组,由于制造误差、装配误差产生了周期变化的激振力;液压传动中油液脉动、轴承滚动体尺寸差、皮带接缝等因素。
自激振动是在没有外激励作用的情况下由系统自身激发所产生的一种振动,特点是一种不衰减的振动过程本身能引起周期性变化的力,此力可从非交变特性的能源中周期性地获得能量的补充,以维持这个振动。
主要是车削过程中工件系统的弯曲振动(低频振动)和车刀的变形产生的弯曲振动(高频振动)。
高精度机床在使用过程中振动该怎么处理
高精度机床在使用过程中振动该怎么处理
排查机床及装卡部位原因
查找一下你尾架顶夹紧情况,夹紧条件下是不是左右里、上下里与机床主轴不同心。
把大中小拖板都紧一些,尤其是中拖板。
如果是机床的尾架部分你暂时无法去检查,可以试着从卡抓端向尾部走刀。
反车,可以大程度削除尾端的不给力。
如果以上情况排除完还是不行,要看一下主轴了,当然,如是三抓,也要查一下,是不是螺旋槽有损坏。
四抓是人工自支调的,就不需检查了。
如果你的主轴瓦已经真的紧到位了,工件也不是薄壁空心件或悬伸过长,卡盘夹紧也没问题。
采用其他一些抑制振刀的对策。
目前应用于加工现场中有一些比较具体而实用的方法
减轻造成振动的部份的工作重量,惯性越小越好。
针对振动大的地方予以固定或夹持,如中心架、工作保持器等。
提高加工系统的刚性,例如使用弹性系数较高的刀柄或使用加入动态减振器的特殊抗震力,以吸收冲击能量。
从刀片与工作旋转方向下功夫。
改变刀具的外型与进角,刀具鼻端半径越小越好,以降低切削阻力。
侧倾角必须取正值,以使切削方向近垂直。
后倾角好为正值,惟甚去屑切屑能力相对变差,因此一般可选用槽刑刀以使倾角变为负值,但仍保有正值的切削效果。
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复杂精密零件车削中振动的消除方法
摘要:复杂精密零件的加工质量决定着机器的装配精度和工作质量,显然保证复杂精密零件的加工质量尤为重要;振动是影响复杂精密零件的加工质量重要因素之一;根据振动产生的原因及引起振动的因素,消除复杂精密零件车削中的振动是提高加工质量的重要措施。
关键词:复杂精密零件车削振动消除
在金属切削过程中,机床-刀具-工件系统往往会发生颤动,这种颤动称为振动。
切削中的振动将会在加工表面留下波纹,降低加工质量,同时伴有特征性的噪音出现,使刀具损坏,机床联接零件松动甚至损坏。
最终由于振动,有时不得不降低切削用量,从而影响生产率的提高,同时还给操作者的健康带来威胁。
保证复杂精密零件的加工质量是非常重要的,振动是影响复杂精密零件的加工质量重要因素之一,消除复杂精密零件车削中的振动是提高加工质量的重要措施。
引起振动的原因是多方面的,有外因也有内因,但根本原因是内因引起的。
一般我们将内因所引起的振动称为自发振动,将外因所引起的作用称为强迫振动。
一、产生振动的原因
1.强迫振动
强迫振动是在周期性的干扰力作用下发生的,其主要原因如下:(1)外界传来的振动。
在工作机床的周围有其他强力振动的机
床或机器工作着,于是振动传给本机床。
(2)转动着的工件或机床部件不平衡。
如机床的齿轮、轴、卡盘或带轮的转动时不平衡而产生离心力。
因为离心力改变方向就会产生振动,其振动频率等于不平衡零件每秒的转数。
(3)机床传动机构或零件存在问题。
如精度不高或安装不正确的齿轮、磨损了的零件等都会产生干扰力。
此外如带传动接触不好、由油泵所造成的输油管中液体的脉动和粗加工所遗留下来是工件
表面波峰等,均会产生周期性是干扰力。
(4)加工方法本身所引起的振动。
如车削带有轮齿的齿圈外圆或带有油槽、键槽的内孔等都会产生振动。
2.自发振动
自发振动是物体受到没有振动的干扰力作用下,由其本身内部的矛盾性,即摩擦力或内应力等发生变化所引起的,它由运动本身所造成并受运动本身所支配,而当运动停止时,振动也消失。
产生自发振动的原因如下:
(1)切屑排出时,切屑与刀具和刀具与工件之间的摩擦力变动而引起振动。
切削钢料时的振动就比切削铸铁时大。
(2)切削层沿着其厚度方向的硬化不均匀而引起振动。
(3)积屑瘤的时生时灭,使切削中的刀具前角和后角发生变化和切削横截面积的变化而引起振动。
以上三种情况是发生在切屑形成时和机床—刀具—工件系统没
有振动时,因此这些现象仅在强迫振动产生后开始发生作用,其根
源可能是强迫振动或上述现象中某一个原因突然变化和任何其他偶然原因等。
开始振动后它们的偶然原因可能消除了,但自发振动将继续下去,因为振动过程的本身,将引起发生着振动的作用力。
因此,若没有强迫振动就不一定会发生自发振动。
当然,若切削过程中不存在矛盾性,则也不一定会发生振动。
事实上强迫振动或多或少存在的,切削过程中的矛盾也是存在的,因此切削过程中的振动也是或多或少存在的,只不过程度不同而已。
二、引起复杂精密零件车削中振动的因素及消除方法
引起振动的因素是多方面的,一般有以下五个方面。
根据引起振动的原因,可采取相应有效的措施给予解决。
1.机床方面
(1)机床床脚应刚性地固定在地脚下,最好灌注水泥,并用适当的弹性支座或隔震材料,如弹簧、橡胶、软木、毡呢等。
土壤也有隔震效果,或在基础周围挖有防震沟。
(2)制造机床时最好选择能吸收振动能量的材料,如铸铁就比钢材好,因此有些防震机床就采用铸铁作为轴的材料,床脚、轴承座多用铸铁制造。
(3)增加主轴刚性。
如采用三档轴承、减少轴的伸出长度、增加轴承长度等,轴承应能调节。
(4)调整机床主轴与轴承、滑板与楔铁之间的间隙。
当然主轴有较高的圆度。
(5)当滑板不用时,尽可能把它锁紧。
(6)消除丝杠与螺母之间的间隙。
(7 )应校正机床。
如床身扭转,则当滑板移动时,各处接触点不同容易产生间隙。
2.刀具方面
应用较大偏角的刀具,以减小径向力,并使切屑厚度增加;增大车刀前角,使刀刃锋利,减小切屑与刀具的摩擦,使切削力减小;刀尖圆弧半径应取得小些;刀具后角小一些,近主刀刃处(约0.5—1mm)的后角甚至于接近零度;不能用钝刃的刀具进行切削;应用截面较大的刀杆,这样不但增加刀杆刚性,而且有利于散热,此外刀头尽可能伸出短一些,刀尖与工件中心等高或稍高一些;应用弹簧刀杆;用反装车刀切削。
3夹具方面
为减少振动,装夹工件时应注意以下几点:
(1)大卡盘的刚性比小卡盘好,四爪卡盘的刚性比三爪卡盘好,工件直接用螺钉安装在花盘上比卡盘装夹好。
刚性好就不容易振动。
(2)用一夹一顶安装工件比两顶尖安装工件好,两端夹持工件比一夹一顶安装工件好。
(3)应用刚性顶尖比活络顶尖好。
在高速时一定要用活络顶尖,那么活络顶尖的外壳最好镶在床尾套筒内,而床尾套筒尽可能伸出短些。
(4)车细长轴时,应采用中心架或跟刀架。
4.切削用量方面
在切削用量中,影响振动最大的是切削速度和吃刀量,其次是进给量。
切削速度对振动的影响随切削速度的增大而增大,以后又减小,其临界速度随材料和切削方式不同而不同,一般以20—80m/min 最不利于切削。
吃刀量愈大振动愈强烈,进给量增大可以减小振动。
任何情况下应避免宽而薄的切屑。
当机床功率或刚性不足时,应增加进给次数,并增大进给量来保证生产率,即用低速大进给方法。
如果加工表面已有振痕,则第二次走刀时尽量避免造成振痕的切削速度和进给量。
5工作方面
车削铸铁时的振动比车削钢料时小,这是由于铸铁的冷硬程度小的缘故。
冷硬愈小,则振动也愈小。
改变工件重量及振动系统刚度时,频率也随之改变。
总之,只要详细分析振动的原因及因素,就能找的消除或减小振动的措施,从而提高复杂精密零件的加工质量。
参考文献:
[1]彭效润.《数控车工》.中国劳动社会保障出版社. 2010年5月.
[2]陈家芳.《高级车工》.上海科技出版社. 2006年2月.。