在车削过程中产生的振动,不仅干扰了正常的切削过程,严重影响了加工件的表面质量,还会缩短机床及刀具使用寿命。 以下就是由小编为您提供的浅论车削加工中的振动与控制。
由此产生的噪音甚至可能影响到操作者工作情绪,对正常工作的开展带来一定负面影响;而为了减少振动,往往不得不减少加工时的进刀量,从而降低了生产率。本人通过在工作中对这一现象不断观察、分析、实践、总结,取得了一些效果,现提出一些看法供大家探讨。
1. 振动的分类一般来讲,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. 振动原因分析低频振动的振动频率较低,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。在低频振动时通常工件系统和刀架系统都在振动,它们时而趋远,时而趋近,产生大小相等方向相反的作用和反作用力。在振动过程中,当工件与刀具趋远时,切削力F趋远与工件位移方向相同,所做之功为正值,系统获得输入能量E(+),当工件趋近刀具时,切削力F趋近与工件位移方向相反,所做之功为负值,系统消耗能量E(-),在车削过程中,由于各种因素的影响都可能引起切削力周期性的变化,并使F趋远F趋近,E(+)E(-),即在每一振动周期中,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)获得能量补充产生自激振动。
在车削过程中,影响切削力周期性地变化,并使F退出F切人的情况有以下几个因素:
2.1切削与刀具相对运动产生的摩擦力。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,自某一速度开始,随切削速度的增加而下降。据切削原理可知,径向切削分力Fv主要取决于切削与刀具相对运动产生的摩擦力,即切削与刀具前刀面的摩擦力。摩擦力具有随摩擦速度的增加而下降的特性,即负摩擦特性。在机械系统中,具有负摩擦特性的系统容易激发切削振动。
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