(4) 工件加工过程中,偶然的扰动会使工件表面出现振纹,将激发新的振动。
2。2 车削振动的识别和防控
2。2。1 振动的识别方法
以上我们了解到普通车床车削振动的一般类型及产生对应振动的原因,下面将介绍鉴 别振动类型的三种可行性方法:
(1)通过振动频率进行判断: 在机床停止运作或空运转时,观察处在加工位置上的刀具 和工件振动状况,并判断其频率与切削加工中出现的振动频率的一致性;
(2)在切削试验中判断: 采用不相等的切削用量进行切削或者重磨、更换刀具,检查其振 幅和频率变化情况;
(3)此外,振动的声音、已加工表面的精度和产生振动的条件都可以识别振动类型。
2。2。2 振动的防控和消除方法
车床系统的振动严重影响到工件的加工质量,因此应该想办法控制振动,尽可能减轻 振动的破坏程度,这就要求操作者应该做到:准确识别振动类型,找出相应的振动源,再 根据现场实际情况找到有效解决的办法。下面是针对一般振动的控制或消减措施:
(1)强迫振动的控制或消减措施
①消除振源,或将车床与振源隔开。强迫振动最有效的解决措施就是找到振源然后消 除,但是有的振源想要彻底被消除非常困难,最好的办法就是采用隔离,一般在机床周边 挖防振沟或利用隔振材料(弹簧、橡皮、软木等)消耗振源能量,将振源与车床系统隔离 开,同时也可以把车床置于防振地基上。
②降低激振力的作用。由强迫振动的影响因素可知,若要减弱或消除振动,就要减小 回转系统的离心惯性力和切削冲击力,即可通过减小振幅来实现。因此,必须对高转速(超 过 600 r/m in) 的电动机转子、卡盘和主轴部件等进行静动平衡试验;主轴传动齿轮最好 采用斜齿或人字齿啮合方式,以提高机床主轴传动的平稳性;带传动则要根据少接头、甚 至无接头、等长短的接头原则,以提高传动装置的稳定性。
③提高系统刚性、增加系统阻尼。缩短主轴前端悬长,主轴箱前轴承孔处可以适当增 加壁厚,确保主轴锥度装配的紧密性等都是提高系统刚性,增强系统抗振的积极措施,此 举不仅可以减少强迫振动,对自激振动也有作用。提高机床抗振能力还可以增加系统的阻 尼,如在丝杠螺母上开设油槽,可以给车床充分供油,从而达到改善其阻尼特性的目的。
④调节系统固有频率,远离振源频率,防止发生共振.例如选取适当的主轴转速,车削 时使用齿距不相等的刀具改变其转数,调整车床上小滑板镶条间的空隙等,从而使系统固 有频率避开振源频率消除强迫振动。
⑤此外,还可以使用减振器和阻尼器。
(2)自激振动的控制或消减措施
①切削用量的选择应该合理。当切削速度 vc 在 30 至 70 m/min 之间振幅最大,车削时 最好采用偏低或偏高的切削速度。试验证明,高速切削不仅可以避免自激振动,而且还能 获得表面质量很好的加工件,同时生产效率也提高;振幅随切削深度的增大而变大成正比 关系,随进给量的增加而降低成反比关系,所以,可在加工质量允许的情况下,适当增加 进给量同时缩减切削深度,可在保证生产率的前提下有效地消除自激振动。
②车刀的几何参数要选择适当。刀具前角γo 增大切削时会更加锋利,废屑更容易脱离, 一般采用正前角,有时也会在主切削刃上修出负倒棱,以此提高刀具使用寿命;在工艺系 统刚性欠缺的情况下,选取大些的主偏角 K r 和副偏角 K'r 有利于降低自激振动,如车 削细长轴时主偏角最佳选取范围是 70o 至 90o ;相反,后角αo 就要选的小些,但不能小的 离谱,以防刀—工间产生强烈的摩擦,引起不必要的振动;刀尖圆弧半径影响切削力的大 小,是不可以被忽略的车刀参数,适当减少刀尖半径就可以降低切削力,正常切削时车床 系统就不容易发生振动。