怎樣解決精密數控車床振動問題

2020-05-19 14:35:29
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精密數控車床在加工過程中震動，會造成工件表面有顫紋，返工率、廢品率高，伴有震刀打刀現象。

　　1、瀋陽精密數控機床振動一般分為三種：即自由振動、強迫振動和自激振動。

　　自由振動

　　自由振動是物體受到初始激勵(通常是一個脈衝)所引發的一種振動。這種振動靠初始激勵，一次性獲得振動能量，歷程有限，一般不會對數控車床造成破壞。所以一般不考慮自由振動對數控車床的影響。

　　強迫振動

　　物體在持續周期變化的外力作用下產生的振動，稱為強迫振動，如不平衡、不對中所引起的振動。

　　自激振動

　　自激振動是在沒有外力作用下，由系統自身原因所產生的激勵而引起的振動。自激振動是一種比較危險的振動，設備一旦發生自激振動，會使設備運行失去穩定性。

　　2、精密數控車床強迫振動的產生原因及解決方法

　　主要原因

　　(1)旋轉零件質量偏心產生的離心力;

　　(2)運動傳遞過程中傳遞零件誤差;

　　(3)切削過程中的間隙特性。

　　解決方法

　　(1)減少激振力。如平衡迴轉零部件，將電機轉子、皮帶輪和卡盤作靜平衡試驗，以提高裝配精度。

　　(2)提高工藝系統的剛度及阻尼。車床系統剛度和系統阻尼增加，可提高對振動的抵抗能力，亦可減少振動。

　　(3)調節系統固有頻率，避免共振的產生。在選擇轉速時，盡可能使旋轉工件的頻率遠離機床有關原件的固有頻率，避開共振區。

　　(4)採用減振器或阻尼器。當上述方法無效時，可考慮使用阻尼器或減振器。

　　3、精密數控車床自激振動產生的原因及解決方法

　　產生原因

　　在机械加工過程中，自激振動是由振動過程本身引起某種切削力的周期性變化，又由這個周期性變化的切削力，反過來加強和維持振動，是振動系統補充了由阻尼作用消耗的能量。當振動運動停止時，該交變力也就消失了。這種在金屬切削過程中的自激振動，一般稱為切削顫振。

　　特別指出，自激振動發生的幾率遠遠高於強迫振動。切削相對振動會降低工件已加工的表面品質，並影響刀具乃至機床的使用壽命。尤其現在高精度的數控車床的大量使用，由數控車床所保證的工件的高精度等指標，將會在顫振發生時變得毫無意義。

　　解決方法

　　(1)安裝刀具時選取合適的中心高。車削內孔槽時，刀尖點理論上要求與孔的中心線一致，但實際上在安裝刀具時刀尖點往往在中心線偏上0.1 mm左右，這主要是刀具在切削時，刀尖點由於受到反作用往往下偏移，因此要給其一個補償量。

　　(2)盡可能縮短刀桿的懸伸量以提高刀具的剛性。當刀桿受力時，會產生彎曲，會引發振動，且懸長越長，振動加劇。一般情況下，刀具伸出的長度不宜超過刀桿長度的2-3倍，這樣可以大大提高細長刀桿的抗彎強度。

　　(3)合理選擇刀具的幾何參數。刀具的幾何參數主要有：刀具的前角、主偏角、后角等。前角對振動的影響較大，隨着前角的增大，振動幅度也會隨之下降。瀋陽機床價格但在切削速度較高時，前角對振動的影響將減弱。所以，高速切削時，即使用負前角的刀具，也不致產生強烈的振動。如果是主偏角增大，切削力將會減少，同時切削寬度也減小。隨着主偏角的增大，振動幅度逐漸減小，但當角度大於90°后，振動的幅度又會有所增大。對於后角的選擇，可減小到2°~3°，此時振動有明顯的減弱。也可以在刀具主后角上，磨出一段負倒稜角，能起到很好的消振作用。

　　(4)提高工件系統的抗振性。提高工藝系統的抗振性，是控制和預防自激振動的重要措施之一。在工藝系統中，工件系統往往是易於發生振動的薄弱環節，因此提高工件系統的抗振性，是非常必要的。