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金属切削加工中的振动分析及控制途径

发布时间:2008-03-26 关键字: 控制 途径 分析 加工 金属 振动 产生 系统 刀具 过程
g的增大,切削力减小,振幅也减小。因此通常采用双前角消振刀(见图5)以减小切削力,可取得很好的减振效果。
  • 减小后角有利于减振。一般后角取2°~3°为宜,必要时在后刀面上磨出带负后角的消振棱,形成倒棱减振车刀(如图6)。其特点是刀尖不易切入金属,且后角小,有减振作用,切削时稳定性好。

  • 2.3 合理提高系统刚度
    • 车削细长轴(L/D > 12)时,工件刚性差,易弯曲变形产生振动。此时应在采用弹性顶尖及辅助支承(中心架或跟刀架)来提高工件抗振性能的同时,用冷却液冷却以减小工件的热膨胀变形;当用细长刀杆进行孔加工时,应采用中间导向支承来提高刀具的抗振性能。
    • 在增加工艺系统刚度的同时,应尽量减小构件自身的重量,应把“以最轻的质量获得最大的刚度”作为结构设计的一个重要原则。
    • 减小刀具悬伸长度。一般情况下刀具伸出长度不宜超过刀杆高度的两倍。
    • 使用消振器和消振刀具。如采用切向刚度较高的弹性刀杆(见图7),将不易产生刀杆的弯曲高频振动
    • 刀具高速自振时,宜提高转速和切削速度,以提高切削温度,消除刀具后刀面摩擦力下降特性和由此引起的自振,但切削速度不宜高于1.33m/s(80m/min)。
    • 对机床主轴系统,要适当减小轴承间隙,滚动轴承应施加适当的预应力以增加接触刚度,提高机床的抗振性能。
    • 合理安排刀具和工件的相对位置。在车床上安装车刀的方位对提高车削加工过程的稳定性、避免自激振动具有很大的影响。试验表明,将普通车床车刀安装在水平面上其稳定性最差,而将车刀装在a=60°的方位上,车削过程的稳定性最好。

    3 结语

    通过对车削加工过程中产生振动的原因和基本规律采取相应的减振措施,可使切削加工中的振动现象明显减小,大大提高工件表面质量及机床刀具的工艺能力。但完全消除振动现象,尚待进一步深入研究振动机理、寻找产生原因及消除措施。

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