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浅论车削加工中的振动与控制

连云港工贸高等职业技术学校 王长青 2019/2/9 9:41:11

   摘要:车削加工是现代制造业设备系统的重要环节,很多产品都需要经过车削加工处理,但是在实际车削加工中往往会出现各种振动,这些振动无疑会对于实际生产精度或者质量造成不良影响,由此需要采取措施对于车削加工的振动进行控制。本文首先对于振动的类别进行分析,继而阐释车削加工振动的原因,在此基础上从技术角度提出车削加工振动控制方案。
   关键词:车削加工;振动控制;技术方案
  
   一、车削加工振动的类别划分
   车削过程中的振动,会对于切削过程产生干扰,由此影响加工件的表面质量,严重的情况下甚至会使得实际机床或者刀具的使用期限出现缩短的情况。结合实际车削工作经验,可以将其振动类型进行划分,主要可以归结为受迫振动和自激振动,这两种振动与机床,夹具,刀具,工件系统之间存在关联。以回转组件与传动系统的振动为例,其主要是自激振动。
   二、车削加工振动的产生原因分析
   车削加工振动产生的原因是多样化的,大致来看,可以将其归结为如下几个层次:其一,切削与刀具相对运动的过程中会产生摩擦力。以加工韧性刚才为例,切削分力会因为切削速度的增加,出现增大的情况,以某速度为节点,实际切削速度会随之增加,但是实际的切削力在下降。基于实际原理,可以判定出切削和刀具面之间的摩擦力。这样的摩擦力处于实际机械系统中,就可能展现出负摩擦特性。继而容易激发切削振动。其二,再生切削的阶段,因为工件的原因,在前一转时振动,会留下对应的痕迹,由此使得切削厚度发生周期性改变,继而使得切削力也展现出周期变化的特点。一般情况下,后转切削与前转切削的振纹是不同步的,相位上存在对应的差值,系统就会存在对应能量输入,振动的情况就会因此产生。其三,振动的时候,刀尖相对运动轨迹处于不稳定的状态,类似于椭圆形,此时撤销螺纹很容易出现外圆,此时切削表面是难以达到完全切合的,此时就会出现对应的周期性变化,这也会引起对应的振动。
   三、车削加工振动的控制策略
   3.1低频振动控制措施
   Y方向的振动会使得实际切削力产生变化,此时的不均衡,会出现振动的情况。为了减轻这种状态,会采取增加系统Y方向刚度和阻尼的方式,还可以减少切削分离和阻止工件,刀具Y方向相对位移的方式来实现振动控制。详细来讲述,主要需要做好如下几个方面的工作:首先,车削的时候,在实际速度处于30-70的时候,此时很容易出现振动,此时可以实现车削速度的控制,使得其可以避开对应的中速区,确保其处于高速或者低俗的范围,这样可以确保实际切削朝着更加稳定的方向发展;再者,避免宽而薄的切削动作,在实际设备属性满足需求的基础上,实现进给量的增加,减少实际切削深度,由此对于实际振动起到一定的抑制作用;实现刀具前角的增大,控制对应的切削力,由此实现实际振动的减少。但是需要注意的是,切削速度处于比较高的状态,前角对振动的影响会慢慢减弱,此时需要在高速状态下实现负前角切削的采用,这样可以规避强烈的振动。还有就是以双前角消振刀的方式,实现切削接触长度的控制,由此减少切削力,使得振动得到控制。除此之外,在切削深度和进给量保持不变的北京西,此时需要实现刀具主偏角的调整,增大其取值,由此使得实际的振动情况得以缓解。
   3.2工件系统与刀架系统的刚度非主因环境下的措施
   在这样的情况下需要采取的振动控制方式,有如下几种:其一,使用三爪或者四爪实现工件的夹紧处理,并且确保实际回转中心之间的误差处于比较小的状态,规避工件倾斜,不能出现切削不均匀,由此确保实际变化的稳定性,这样就可以确保实际振动处于理想的状态;其二,实现细长轴加工行为的控制,使用刀架或者中心架,使得切削过程的稳定性得到提升;其三,在车削的时候,要采用弹性顶尖,不能以死顶尖来处理,这样可以规避顶力太大造成的问题;其四,定期检查相关部件的接触状态,尤其是中拖板和大拖板,小刀架和中拖板之间的接触,需要确保实际的间隙可以得到调整和控制,规避刀架在移动过程中出现爬行;其五,要实现主切削力方向的控制,在切断和工件反转切削的时候,因为实际方向和系统刚度方向是一致的,这也可以确保实际切削的稳定性。
   结语:综上所述,车削过程中出现的振动原因机制是多元化的,要想规避振动的负面影响,就需要弄清楚造成振动的原因,在此基础上采取各种措施去进行改善和调整,继而确保实际的车削处于理想的状态,以保证实际加工精度和质量。为此,需要不断总结和归纳在此方面的经验教训,尤其是实际控制技术方面,需要建立对应的技术规范和标准,鼓励技术人员积极参与其中,将实际技术标准渗透到工作中去,这将使得实际的车削质量朝着更高的方向发展和进步。更为重要的,鼓励在实际车削振动控制技术方面进行创新探索,使得在此方面的技术体系得以不断完善,以更好的做好实际(未完,下一页

  
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