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怎樣解決精密數(shù)控車床振動(dòng)問題
1、精密數(shù)控車床振動(dòng)一般分為三種:即自由振動(dòng)、強(qiáng)迫振動(dòng)和自激振動(dòng)。
自由振動(dòng)
自由振動(dòng)是物體受到初始激勵(lì)(通常是一個(gè)脈沖)所引發(fā)的一種振動(dòng)。這種振動(dòng)靠初始激勵(lì),一次性獲得振動(dòng)能量,歷程有限,一般不會(huì)對(duì)數(shù)控車床造成破壞。所以一般不考慮自由振動(dòng)對(duì)數(shù)控車床的影響。
強(qiáng)迫振動(dòng)
物體在持續(xù)周期變化的外力作用下產(chǎn)生的振動(dòng),稱為強(qiáng)迫振動(dòng),如不平衡、不對(duì)中所引起的振動(dòng)。
自激振動(dòng)
自激振動(dòng)是在沒有外力作用下,由系統(tǒng)自身原因所產(chǎn)生的激勵(lì)而引起的振動(dòng)。自激振動(dòng)是一種比較危險(xiǎn)的振動(dòng),設(shè)備一旦發(fā)生自激振動(dòng),會(huì)使設(shè)備運(yùn)行失去穩(wěn)定性。
2、精密數(shù)控車床強(qiáng)迫振動(dòng)的產(chǎn)生原因及解決方法
主要原因
(1)旋轉(zhuǎn)零件質(zhì)量偏心產(chǎn)生的離心力;
(2)運(yùn)動(dòng)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。如平衡回轉(zhuǎn)零部件,將電機(jī)轉(zhuǎn)子、皮帶輪和卡盤作靜平衡試驗(yàn),以提高裝配精度。
(2)提高工藝系統(tǒng)的剛度及阻尼。車床系統(tǒng)剛度和系統(tǒng)阻尼增加,可提高對(duì)振動(dòng)的抵抗能力,亦可減少振動(dòng)。
(3)調(diào)節(jié)系統(tǒng)固有頻率,避免共振的產(chǎn)生。在選擇轉(zhuǎn)速時(shí),盡可能使旋轉(zhuǎn)工件的頻率遠(yuǎn)離機(jī)床有關(guān)原件的固有頻率,避開共振區(qū)。
(4)采用減振器或阻尼器。當(dāng)上述方法無效時(shí),可考慮使用阻尼器或減振器。
3、精密數(shù)控車床自激振動(dòng)產(chǎn)生的原因及解決方法
產(chǎn)生原因
在機(jī)械加工過程中,自激振動(dòng)是由振動(dòng)過程本身引起某種切削力的周期性變化,又由這個(gè)周期性變化的切削力,反過來加強(qiáng)和維持振動(dòng),是振動(dòng)系統(tǒng)補(bǔ)充了由阻尼作用消耗的能量。當(dāng)振動(dòng)運(yùn)動(dòng)停止時(shí),該交變力也就消失了。這種在金屬切削過程中的自激振動(dòng),一般稱為切削顫振。
特別指出,自激振動(dòng)發(fā)生的幾率遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于強(qiáng)迫振動(dòng)。切削相對(duì)振動(dòng)會(huì)降低工件已加工的表面品質(zhì),并影響刀具乃至機(jī)床的使用壽命。尤其現(xiàn)在高精度的數(shù)控車床的大量使用,由數(shù)控車床所保證的工件的高精度等指標(biāo)。
解決方法
(1)安裝刀具時(shí)選取合適的中心高。車削內(nèi)孔槽時(shí),刀尖點(diǎn)理論上要求與孔的中心線一致,但實(shí)際上在安裝刀具時(shí)刀尖點(diǎn)往往在中心線偏上0.1 mm左右,這主要是刀具在切削時(shí),刀尖點(diǎn)由于受到反作用往往下偏移,因此要給其一個(gè)補(bǔ)償量。
(2)盡可能縮短刀桿的懸伸量以提高刀具的剛性。當(dāng)?shù)稐U受力時(shí),會(huì)產(chǎn)生彎曲,會(huì)引發(fā)振動(dòng),且懸長越長,振動(dòng)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(xì)長刀桿的抗彎強(qiáng)度。
(3)合理選擇刀具的幾何參數(shù)。刀具的幾何參數(shù)主要有:刀具的前角、主偏角、后角等。前角對(duì)振動(dòng)的影響較大,隨著前角的增大,振動(dòng)幅度也會(huì)隨之下降。但在切削速度較高時(shí),前角對(duì)振動(dòng)的影響將減弱。所以,高速切削時(shí),即使用負(fù)前角的刀具,也不致產(chǎn)生強(qiáng)烈的振動(dòng)。如果是主偏角增大,切削力將會(huì)減少,同時(shí)切削寬度也減小。隨著主偏角的增大,振動(dòng)幅度逐漸減小,但當(dāng)角度大于90°后,振動(dòng)的幅度又會(huì)有所增大。對(duì)于后角的選擇,可減小到2°~3°,此時(shí)振動(dòng)有明顯的減弱。也可以在刀具主后角上,磨出一段負(fù)倒棱角,能起到很好的消振作用。
(4)提高工件系統(tǒng)的抗振性。提高工藝系統(tǒng)的抗振性,是控制和預(yù)防自激振動(dòng)的重要措施之一。在工藝系統(tǒng)中,工件系統(tǒng)往往是易于發(fā)生振動(dòng)的薄弱環(huán)節(jié),因此提高工件系統(tǒng)的抗振性,是非常必要的。
以上就是精密數(shù)控車床產(chǎn)生振動(dòng)的原因和解決方法,希望對(duì)大家有幫助。