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怎樣解決精密數(shù)控車床振動問題
1、精密數(shù)控車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(通常是一個脈沖)所引發(fā)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(shù)控車床造成破壞。所以一般不考慮自由振動對數(shù)控車床的影響。
強迫振動
物體在持續(xù)周期變化的外力作用下產(chǎn)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(tǒng)自身原因所產(chǎn)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(shè)備一旦發(fā)生自激振動,會使設(shè)備運行失去穩(wěn)定性。
2、精密數(shù)控車床強迫振動的產(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。如平衡回轉(zhuǎn)零部件,將電機轉(zhuǎn)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(tǒng)的剛度及阻尼。車床系統(tǒng)剛度和系統(tǒng)阻尼增加,可提高對振動的抵抗能力,亦可減少振動。
(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,盡可能使旋轉(zhuǎn)工件的頻率遠離機床有關(guān)原件的固有頻率,避開共振區(qū)。
(4)采用減振器或阻尼器。當上述方法無效時,可考慮使用阻尼器或減振器。
3、精密數(shù)控車床自激振動產(chǎn)生的原因及解決方法
產(chǎn)生原因
在機械加工過程中,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(tǒng)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(fā)生的幾率遠遠高于強迫振動。切削相對振動會降低工件已加工的表面品質(zhì),并影響刀具乃至機床的使用壽命。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。
解決方法
(1)安裝刀具時選取合適的中心高。車削內(nèi)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,刀尖點由于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?shù)稐U受力時,會產(chǎn)生彎曲,會引發(fā)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(shù)。刀具的幾何參數(shù)主要有:刀具的前角、主偏角、后角等。前角對振動的影響較大,隨著前角的增大,振動幅度也會隨之下降。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(chǎn)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。隨著主偏角的增大,振動幅度逐漸減小,但當角度大于90°后,振動的幅度又會有所增大。對于后角的選擇,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)生振動的原因和解決方法,希望對大家有幫助。