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绝缘件加工中心振动对机床危害大吗?

绝缘件加工中心振动对机床危害大吗?

  • 哈思孚
  • 2022-01-11
  绝缘件加工中心振动对机床危害大吗?绝缘件加工中心的时候,会产生振动,振动会产生一系列的问题,我们需要查看是否是正常的振动,浮动太大那肯定是有问题的,需要及时查找原因,降低振动频率,保证安全生产。今天我们重点说下“绝缘件加工中心振动对机床危害大吗?”。

  绝缘件加工中心振动对机床危害大吗?

  绝缘件加工中心振动对机床的危害当然大了。

  1、首先振动会使机床夹具连接部分松动,影响运动副的工作性能,并导致机床丧失精度。

  2、振动会使得工件加工表面出现振纹,降低工件加工精度、表面质量,低频振动产生波度。

  3、振动引起刀具崩刃打刀现象,加速刀具、砂轮磨损。

  4、振动产生噪声,危害工人健康。

  5、振动影响设备生产效率。

绝缘件加工中心振动的3种类型

绝缘件加工中心振动的3种类型

  绝缘件加工中心振动的3种类型:

  1、自由振动:工艺系统受到初始干扰力而破坏了其平衡状态后,系统仅靠弹性恢复力来维持的振动称为自由振动。

  2、强迫振动:由稳定外界周期性干扰力(激振力)作用引起;

  除力之外,凡是随时间变化位移、速度和加速度,也可以激起系统的振动;

  强迫振动振源:机外+机内。

  机外:其他机床、锻锤、火车、卡车等通过地基把振动传给机床

  机内:

  (1)回转零部件质量的不平衡(旋转零件的质量偏心)

  (2)机床传动件的制造误差和缺陷(如齿轮啮合时的冲击、皮带轮圆度误差及皮带厚度不均引起的张力变化,滚动轴承的套圈和滚子尺寸及形状误差)

  (2)切削过程中的冲击(如往复部件的冲击;液压传动系统的压力脉动;断续切削时的冲击振动)

  3、自激振动:在没有周期性外力(相对于切削过程)作用下,由系统内部激发反馈产生的周期性振动。

  自激振动过程可用传递函数概念说明;

  切削过程本身能引起某种交变切削力,而振动系统能通过这种力的变化,从不具备交变特性的能源中周期性的获得补充能量,从而维持住这个振动。当运动一停止,则这种外力的周期性变化和能量的补充过程也都立即停止。工艺系统中维持自激振动的能量来自机床电动机,电动机除了供给切除切屑的能量外,还通过切削过程把能量输给振动系统,使工艺系统产生振动运动。

自激振动闭环系统

自激振动闭环系统

  绝缘件加工中心振动的特征:

  1、自由振动特征:由于系统中存在阻尼,自由振动将逐渐衰弱,对加工影响不大。

  2、强迫振动特征:

  频率特征:与干扰力的频率相同,或是干扰力频率整倍数

  幅值特征:与干扰力幅值、工艺系统动态特性有关。当干扰力频率接近或等于工艺系统某一固有频率时,产生共振

  相角特征:强迫振动位移的变化在相位上滞后干扰力一个φ角,其值与系统的动态特性及干扰力频率有关

  3、自激振动特征:

  机械加工中的自激振动是在没有周期性外力(相对于切削过程而言)干扰下所产生的振动运动,这一点与强迫振动有原则区别;

  自激振动的频率接近于系统的某一固有频率,或者说,颤振频率取决于振动系统的固有特性。这一点与强迫振动根本不同,强迫振动的频率取决于外界干扰力的频率;

  自激振动是一种不衰减的振动。振动过程本身能引起某种不衰减的周期性变化,而振动系统能通过这种力的变化,从不具备交变特性的能源中周期性的获得补充能量,从而维持住这个振动;

  自激振动由振动系统本身参数决定,与强迫振动显著不同。自由振动受阻尼作用将迅速衰减,而自激振动不会因阻尼存在而衰减;

  自激振动能否产生及振幅的大小取决于振动系统在每一个周期内获得和消耗的能量对比情况。

自激振动系统能量关系

自激振动系统能量关系

  绝缘件加工中心振动怎么办?

  1、消除或减弱产生强迫振动条件:

  (1)减小机内干扰力的幅值:

  机床中高速回转的零件进行静平衡和动平衡;

  动力源(尤其是液压系统)与机床本体分离;

  提高转动件的制造和装配精度,或采用对振动和动平衡不敏感的高阻尼材料制造齿轮,以减少啮合所造成的振动;

  对于往复运动部件,关注其质量、速度及换向机构。

  (2)调整振源的频率:

  调整刀具或工件的转速,使激振力频率偏离工艺系统的固有频率。

  公式


  式中f和fn分别为振源频率和系统固有频率。

  (3)隔振:

  主动隔振——阻止机床振动通过地基外传

  被动隔振——阻止机外干扰力通过地基传给机床

  常用隔振材料有橡皮、金属弹簧、空气弹簧、泡沫乳胶、软木、矿渣棉、木屑等。

  (4)提高工艺系统的刚度和阻尼:

  采用刮研各零部件之间的接触表面,以增加各种部件间的连接刚度;

  利用跟刀架,缩短工件或刀具装夹时的悬伸长度等方法以增加工艺系统的刚度。

  (5)采用减振装置:

  如果不能从根本上消除产生振动的条件,又不能有效的提高工艺系统的动态特性,可采用消振减振装置。

  2、消除或减弱产生自激振动的条件:

  (1)减小切削或磨削时的重叠系数:

  减小重叠系数方法:增加主偏角、增大进给量。

  (2)合理选择切削用量:

  V=30~70m/min→自振↑

  f↓→自振↑;保证Ra时→f↑

  切削深度增大,切削宽度也增大,振动增强,选择切削深度时一定要考虑切削宽度对振动的影响。

  (3)合理选择刀具参数:

  前角、主偏角↑→自振↓

  后角↓→自振↓;但太小时→自振↑

  适当地增大前角、主偏角,能减小Fy,从而减小振动。主偏角增大,则垂直于加工表面方向的切削分力减小,故不易产生自振。

刀具参数

刀具参数

  但精加工中由于切削深度较小,后角较小时,刀刃不容易切入工件,且使刀具后面与加工表面间的摩擦加剧,反而容易引起自振。通常在刀具的主后面上磨出一段后角为负的窄棱面,如图所示,这样可以增大工件和后刀面之间的摩擦阻尼,起到很好的减振效果。

  (4)调整振动系统小刚度主轴的位置:

调整振动系统小刚度主轴的位置

调整振动系统小刚度主轴的位置

  (5)增加切削阻尼:

增加切削阻尼

增加切削阻尼

  (6)采用变速加工:

变速加工

变速加工

  抑制再生颤振,用于工艺系统刚性较好的场合;

  切削过程在不稳定区与条件稳定区交替进行;

  加工系统振动频率随主轴转速变动而变动,其振动响应是变频激励的瞬时响应,与恒频相比要小。

变速切削减振实例

变速切削减振实例

  3、改善工艺系统动态特性:

  提高工艺系统刚度;

  增大工艺系统阻尼;

零件上加阻尼材料

零件上加阻尼材料

  4、采用减振装置:

  (1)动力减振器:

动力减振器

动力减振器

  (2)摩擦式减振器:

摩擦式减振器

摩擦式减振器

  (3)冲击式减振器:

冲击式减振器

冲击式减振器


  公式

  式中T——振动体M的振动周期


  A——振动体M的振幅

  绝缘件加工中心主轴振动怎么办?

  主轴轴承磨损或损坏,导震动过大,建议维修,否则加工的零件精度不好或出废品。

  绝缘件加工中心切削振动具体办法?

  消除切削振动应该从刀具上找办法思路。首先应该遵循讲切削力将至最小的原则,保证刀具刀刃的锋利程度来降低切削力,不论刀具有无涂层都应该保证刃口的锋利。此外,对于不同的切削加工类型采用适合的方法。例如,细长刀杆来切削细长轴零件应采用90度主偏角刀具;面铣刀采用疏齿不等距铣刀来减小铣削振动;内孔镗削时刀片刃形角越小越好。最后应该考虑加固刀具的静态钢性,使用整体硬质合金或重金属的刀杆。

  加工车间里常说最高效的加工就是稳定的加工。对保证订单的合格率并维持设备和刀具的使用寿命来说,消除切削振动是必不可少的一步。

HASSFULL-MF1325工程塑料加工中心

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