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電子機械車(chē)削過(guò)程振動(dòng)來(lái)源分析論文
車(chē)削過(guò)程中,振動(dòng)的出現是有害的。振動(dòng)的產(chǎn)生會(huì )嚴重影響被加工零件的表面質(zhì)量,使其達不到技術(shù)要求而成為廢品;振動(dòng)嚴重時(shí),甚至會(huì )使車(chē)削工作無(wú)法進(jìn)行。因此查找振源,消除或減少振動(dòng),是十分必要的。本文就車(chē)削過(guò)程中,產(chǎn)生振動(dòng)的原因進(jìn)行分析。
1振動(dòng)來(lái)源于機床設備
由于機床設備內部安裝著(zhù)各種機構和零部件,它們之間存在的間隙、零部件結構本身的剛度、表面質(zhì)量、在工作狀態(tài)下負荷的不均勻等等原因,都是產(chǎn)生振動(dòng)的潛在因素,因此,機床設備從購置、安裝、調試,日后的正常使用,維護、保養,每一個(gè)環(huán)節都得重視。作為機床的使用者,要規范操作設備,會(huì )調整機床部件之間的間隙,最大限度地讓機床工作在平穩狀態(tài),發(fā)揮出機床的最佳性能。
2振動(dòng)來(lái)源于刀具
俗話(huà)說(shuō):“三分手藝,七分刀!闭f(shuō)的就是刀具對整個(gè)加工的重要性。刀具的幾何參數和刀桿的剛度都是產(chǎn)生振動(dòng)的重要原因,合理的刀具參數,不僅可以提高工件的加工質(zhì)量,而且能提高生產(chǎn)效率。
2.1刀具幾何角度方面
(1)前角7。。為了避免振動(dòng)的產(chǎn)生,應經(jīng)常保持刀具鋒利。刀具前角的增大能使車(chē)刀刃口鋒利,減小切削變形,從而使切削省力,但前角過(guò)大,會(huì )嚴重影響刀具的強度,減少刀具散熱的面積,加劇刀具的磨損,反而降低了刀具的鋒利程度,因此,刀具前角的大小應根據被加工材料的強度、硬度;刀具本身的材料特性;以及加工性質(zhì)來(lái)合理選擇。
主偏角Kr。主偏角的變化會(huì )使切削分力Fr的作用方向發(fā)生改變。增大主偏角&進(jìn)給抗力Ff增大,切深抗力Fp會(huì )降低;反之,減小主偏角&,進(jìn)給抗力會(huì )減小,切深抗力Fp會(huì )增大。車(chē)外圓時(shí),切深抗力Fp是使工件在水平面內發(fā)生彎曲的力。對于工件剛度不足如細長(cháng)工件,Fp是產(chǎn)生振動(dòng)的重要因素。
(3)副偏角k/。減小副偏角k/可以減小殘留面積高度,從而減小表面粗較度值,但是副偏角過(guò)小,會(huì )增大刀具副切削刃與工件已加工表面之間的摩擦,因而產(chǎn)生振動(dòng)。
、鹊都鈭A孤半徑增大刀尖圓孤半徑er同樣可以減小殘留面積高度,達到降低表面粗糙度值的目的,但是增大刀尖圓孤半徑會(huì )使切削力增大,易引發(fā)振動(dòng)而得不償失。
(5)刃傾角。①刃傾角的主要作用是控制切屑排出方向。②刃傾角影響刀尖強度和切削的平穩性,當刃傾角的絕對值越大,參加切削的主切削刃就越長(cháng),切削過(guò)程越平穩。③刃傾角影響實(shí)際切削前角和切削刃的鋒利性,增大刃傾角可使實(shí)際切削前角增大,實(shí)際切削刃口圓孤半徑減小,使切削刃鋒利,切削力下降。④當刃傾角由正值向負值變化時(shí),改變了合力F和其切削分力Fr的作用方向,從而使切深抗力Fp增大,進(jìn)給抗力Ff減小。刃傾角的值可根據排屑方向、刀具強度和加工條件決定。
合理選擇刀具的幾何參數,不僅能有效的避免振動(dòng)的產(chǎn)生,還能提高工件加工的質(zhì)量和生產(chǎn)效率。
1.2刀柄的剛度問(wèn)題
為避免振動(dòng)的產(chǎn)生,刀具的刀柄應有足夠的剛度。①裝刀時(shí),盡可能縮短刀柄的伸長(cháng)量,夠用即可;②盡可能增大刀柄的截面積。尤其是用內孔車(chē)刀車(chē)內孔,解決刀柄的剛度問(wèn)題是車(chē)孔的關(guān)鍵技術(shù)之一。
3振動(dòng)來(lái)源于工件自身
工件的剛度不足是車(chē)削過(guò)程中振動(dòng)產(chǎn)生的重要原因,因此,如何增加工件的裝夾剛度就顯得非常重要。這類(lèi)工件以細長(cháng)軸工件和薄壁零件為典型代表。
(1)細長(cháng)軸。由于在切削過(guò)程中受切削力、自重、離心力的作用,會(huì )產(chǎn)生彎曲、振動(dòng),從而嚴重影響其形狀精度和表面粗糙度的加工精度,甚至造成無(wú)法車(chē)削的嚴重后果。在車(chē)削過(guò)程中,通過(guò)中心架和三爪跟刀架的使用,增加細長(cháng)軸工件的裝夾剛度是車(chē)好細長(cháng)軸工件的關(guān)鍵技術(shù)之一。
(2)薄壁零件。由于薄壁工件在切削力(尤其是徑向切削力)的作用下,容易產(chǎn)生振動(dòng)和變形,使其形狀精度和表面粗糙度難以達到技術(shù)要求。在車(chē)削過(guò)程中,可以通過(guò)增加工藝肋等方法來(lái)增加工件的裝夾剛度或采用軸向夾緊的方式可避免產(chǎn)生振動(dòng)。
4振動(dòng)來(lái)源于不合理的切削用量
切削用量選擇不合理可能造成切削力過(guò)大而產(chǎn)生振動(dòng)。切削用量三要素中,對切削力影響最大的是背吃刀量ap,其次是進(jìn)給量f,切削速度vc的改變對切削力的影響不大。因此,振動(dòng)產(chǎn)生時(shí),我們可以首先考慮降低背吃刀量ap,其次選擇降低進(jìn)給量。
車(chē)削過(guò)程中,振動(dòng)的產(chǎn)生可能是多種因素共同造成的,因此,我們應在工作中不斷查找問(wèn)題,總結經(jīng)驗,得出規律,為以后的工作打下良好基礎。
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