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简述刀具振动的原因及对策? 机械加工的过程中为什么会有刀具振动现象

来源:www.baiyundou.net   日期:较早时间
导致刀具切削过程产生振动的因素有很多,主要有以下三方面:①包括刀具在内的工艺系统刚性不足,导致其固有频率低。②切削产生了一个足够大的外激力。③这个外激力的频率与工艺系统的固有频率相同,随即产生共振。
2. 危害
随着近年来难加工材料的应用和高速切削的技术推广,振动成为了提高加工效率的障碍之一,振动的产生直接影响了加工精度和表面粗糙度;使刀具磨损加快,甚至产生崩刃,严重降低刀具寿命,振动使得机床各部件之间的配合受损,精度下降,严重时会使切削加工无法进行。
刀具减振技术
1. 被动减振技术
被动控制是通过增加切削系统刚度、阻尼或者附加被动动力吸振器(Dynamic vibration absorber,DVA)吸收振动来抑制颤振的方法。
(1)材料减振。利用材料减振方法主要是使用高强度的新型材料来增加刀具质量和静刚度来防止颤振,刚度和强度都比较大的硬质合金材料备受青睐。
日本东芝公司将减振刀杆的两边平行的切除一部分,镶嵌上硬质合金材料,这种三明治结构受到硬质合金材料自身刚度和厚度以及镶嵌粘结紧密程度的影响,最大长径比也只有6。山特维克可乐满公司在镗杆内如注入比重较高的类似水银的重金属增加静刚度,但是这种镗杆在镗削加工过程中一旦断裂会产生很严重的环境污染。美国的肯纳公司生产的减振刀具(刀杆最大长径比L/D=8)主要是采用特殊的材料制成,也属于提高刀杆静刚度的一种。日本三菱公司采用新型材料和结构的减振镗杆,其商标为Dimple,为了提高镗杆的减振性能且保证镗杆静刚度,三菱公司在设计种镗杆时,大幅度的减轻了镗杆镗削头的质量。国内的一些减振刀具很多都处于研究阶段,采用的都是增加刀体静刚度的方法,例如镍基重合金防振刀具等。但是大部分的减振措施都是在工艺上进行改良或是在加工过程中采用一些技巧。
此外,Nagano S、Takayuki K采用基于树脂的碳纤维增强塑料增强镗杆抑振性能。Lee D G等设计的镗杆,利用高刚度碳纤维环氧复合阻尼,长径比为10.7时颤振还没发生。吴能章、周利平对镗杆的芯部嵌入硬质合金的新型刀具进行了分析,在允许的精度范围内制作长径比较大的刀杆。Hwang HY、Kim JK等人,通过采用特殊的材料——高刚度碳纤维复合型材料来制造镗杆,来提高镗杆的静刚度,从而达到降低镗杆振动的目的。研究表明这种镗杆在长径比为10时,其在切削过程中的振动还不是很明显。西华大学则从复合材料角度来研究刀具的静刚度。专家学者早年就在新型材料上进行深入探究,并取得较好成果应用在生产上,并且新型高强度材料的应用能很好的和其他减振方法有机结合,但是应用新型材料一般成本较高。
(2)阻尼减振。阻尼减振原理,主要通过增大系统阻尼系数使得振动的能量加速损耗,达到振幅迅速衰减的目的。Hahn、R.R曾把液体阻尼的兰契斯特阻尼应用在镗杆,质量块放在靠近刀具的一端的空腔里,注入油介质并保证质量和孔壁之间的径向间、轴向间隙根据体积和介质调整。
黄宏彪将挤压液膜阻尼技术应用于精镗孔加工中,对精镗孔加工液膜阻尼系统进行仿真,分析了液膜阻尼器各相关参数对减振效果的影响规律。
何将三从弹性力学基本理论出发,讨论了层复合阻尼镗杆的结构和动力学模型,镗杆发生机械振动时,粘附的阻尼层随镗杆作弯曲振动,阻尼材料产生交变的拉压应力和应变,使结构的振动能量得到损耗而达到减振效果。
山东大学夏峰等人设计的约束型减振镗杆,包括四个部分:镗刀头、基体层、阻尼层和约束层,并通过实验验证相同长径比(L/D=6)下,采用该镗杆所得到的表面粗糙度较普通镗杆降低50%,证明了约束型阻尼减振镗杆的良好抗振性,目前该镗杆还只是处于试验阶段。
(3)摩擦减振。叶伟昌等在镗杆内部放置一重块,被支承在两个弹簧中间,重块选用密度大的材料,在镗削加工过程中,腔内组合件组成一个动态系统,该系统在支承面上连续不断地运动,产生一种吸收镗杆振动的阻尼摩擦,可减小镗杆的振动。类似的还有扭转摩擦减震器(Lanchester damper),它用弹簧连结系统的主质量和附加质量。
日本的Ecita Edhi等在镗杆内设计摩擦减振器,通过调整永磁块、振子质量、空间三者关系,改变摩擦消振能力,从理论和实验都证明摩擦阻尼器有效抑制赫兹附近的高频颤振。摩擦减振原理主要通过主结构与附加质量的摩擦中消耗能量,来抵消镗杆振动时的能量,具有非线性的特点。
赵东等探讨了一种新型耗能摩擦阻尼器的耗能原理及其在重型机械振动控制中的简单变力双向摩擦阻尼器。工作时,外壳体或活塞中的一个与振源机械连接,另外一个固定在基础上。振源机械振动时,带动阻尼器的活塞和外壳体产生相对运动,在摩擦力的作用下,滚柱转动,由间隙最大的位置向间隙较小的位置滚动,从而对弹性体进行挤压,弹性体产生的抵抗力使滚柱与外壳体产生摩擦力,消耗振动能量。
瑞士Rego-Fix公司则现阶段新推出一种Xtended Length(XL)加长型刀柄。XL刀柄的特点是该公司对微摩擦阻尼(MFD)系统的开发和应用,该技术可有效减小刀柄以及刀具的振动。这种加长刀柄采用CAT、BT、HSK和Rego-Fix CAPTO锥度的接口型式。已有的产品系列为该公司刀柄的ER16、ER32、PG10、PG15和PG25系列。
刀具夹头材料的密度越大,其减振性能就越好。为了在不使用昂贵的重金属夹头的情况下,在长悬伸加工中获得良好的减振效果,夹头上组合使用了两种不同类型的钢制部件,从而产生了一种能消除共振的“微摩擦阻尼效应”。
总的来说,基于摩擦阻尼器的减振技术仍属于被动控制的范畴,不需外部能源,一般只对某种设定的振动特性进行控制,缺乏跟踪和调节能力。材料和工艺方面的问题主要是控制摩擦力,摩擦力对环境和荷载能十分敏感,当温度、正压力发生变化,以及发生多方向滑动时,摩擦力都会发生变化,反复滑动还会使结合面磨损。摩擦阻尼器存在长期的可靠性与维修问题。
(4)动力减振。动力减振原理与冲击式或摩擦式减振器不同,它不是靠消耗能量来减振。而是利用附加质量的动力作用,使弹性元件加在主系统的力与干扰力尽量平衡来减弱振动的。在设计吸振器时,可根据主系统的质量和固有频率选定吸振器的质量,并进一步求出刚度和阻尼比。根据作用方式的不同,可分为主动式和被动式两种,被动式一旦被设计好固有频率,动刚度都不能改变,而主动式可以通过调节子系统改变镗杆的动刚度,适应范围较广。
肯纳公司产品中有主动式可调的动力减振镗杆。山特维克可乐满减振镗杆(最大长径比L/D=16)是目前世界先进的镗杆,它所采取的方法是给镗杆加内置动力减振器。山高专利Steadyline系列减振刀具,推陈出新,在刀柄体内采用了一种“动态被动式系统”,该系统中的质量减振器会进行反向振动以抵消第一次弯曲振动,从而可在极端切削工况下有效降低不必要的振动,现已包含镗头。
此外,Truhar等人利用Lyapunov方程对减振镗杆中动力吸振器的位置进行优化。在此之后又有一批学者提出了关于减振镗杆一系列的优化准则,长春理工大学在刀杆内部加阻尼减振系统来提高刀具的动刚度,和瑞典山特维克可乐满刀具的设计理念相同,哈尔滨理工大学“高效切削及刀具”国家地方联合工程实验室在镗杆内部加入特殊的动力减振装置提高刀具的动刚度。
(5)冲击减振。冲击减振器是常用的减振装置,工作原理是由一个自由质量反复冲击振动体而消耗其振动的能量,进而达到减振目的。这种冲击式减振镗杆虽因冲击碰撞产生噪声,但结构不复杂,体积小重量轻减振效果好,适用频率范围大,包括内冲击式和外冲击式两种。
20世纪80年代,Popplewel发明了豆包减振器(Bean Bag Impact Damper)。其结构是将冲击减振器内有数个装有大量铅粒的柔性包袋。在收到器壁冲击时,包袋的柔性表面可起到缓冲作用,然后作用力传递到包袋内部,则铅粒之间再互相摩擦碰撞,以此来耗散能量。
李伟利用离散单元法模拟了BBD在不同振动参数的减振效果。主系统的固有频率越高,激振力越大时,BBD的减振效果越好。但当激振力增加到某一定值时,豆包的效果便趋于平缓,说明它存在一个减振的极限值。同时改变BBD的结构参数后模拟发现,其对减振效果影响很小。但是目前对于冲击减振器的研究目前还处于实验阶段,市场上尚无产品出现。
2. 主动减振技术
主动控制方法基于反馈控制的原理,检出系统目标状态量的变动,然后把与该状态量反相的同频率、同幅度控制量加到这个状态量本身或作相应变动后加在别的状态量上。对于频率低的大型镗杆主动控制优势更加突出。
刘春颖采用压电陶瓷作为控制元件,采用遗传算法对压电片的贴放位置进行了优化,对镗杆再生型颤振进行了主动控制仿真研究,通过在镗杆中内置压电叠堆并在镗杆外粘贴压电片2种途径,有效控制了镗削过程的颤振幅度。刘鹏利用压电陶瓷(PZT)的正负压电效应,将负责感知的压电片得到的电信号反向放大后加到负责执行的压电片上,产生反向振动来抑制切削振动。梅德庆等人,他们依据磁流变液能够在液态和固态之间快速的进行连续可逆的转换特性,发明了磁流变液减振镗杆。这种镗杆在切削过程中能够适时地改变磁流变液中磁场的强度,使镗杆在切削过程中避开切削振动频率,从而有校的降低了镗杆在切削过程中的振动。kesson等设计了自适应控制器对基于压电驱动的抑振镗杆进行了主动控制。
由于闭环控制对抑制颤振效果好并且可靠性高,采用此控制方法是比较理想的,然而现实实现还是有一定难度的,首先必须对切削过程和切削系统进行精确建模,精确建立满足实际要求的切削加工过程闭环控制模型是有一定难度的,而且要求设计和制造一套自动控制系统及一套支持控制系统的能源装置,成本较高,所以现今多数停留在实验室阶段。目前应用于主动控制的主动控制元件有压电陶瓷、记忆合金,控制方法多采用基于BP融入人工神经网络控制、粒子群控制和自适应控制器等。
3. 半主动减振技术
半主动控制机构是在不向被控系统输入能量的条件下仍然具有实时调控的能力的机构。其主要优点是减振器的参数可根据实际振动情况实现自适应调节。智能材料元件质量轻,嵌入性好,多被用于传感元件和致动元件,并且不影响结构的固有性能,还可以提高整个控制系统的可靠性。基于智能材料的半主动控制方法与主动控制方法相比,没有能量直接输入到切削系统中,而是通过智能材料调整切削系统的动态特性参数以避免切削颤振的发生。王民利用电流变材料设计了一种具有在线可调动态特性的智能化镗杆,通过连续小范围地改变镗削系统固有频率,成功地实现了切削颤振的在线抑制。梅德庆等把磁流变材料应用于镗削系统,改变镗杆刚度从而有效抑制颤振。甘新基通过调整附加在镗杆上的压电片的驱动电压,可在一定程度上抑制镗削加工过程中的颤振。然而学者们的研究也仅仅是局限于实验研究,目前刀具市场上未见此类产品出现。
刀具减振技术展望
到目前为止,国内的工具厂商还没有在车刀和镗刀方面有大的进展,特别是在制造长径比比较大的方面基本没有,而且内置减振系统防振刀杆方面的开发工作也还很少。在国内也有很多高校在研制减振刀具,如浙江大学、四川大学、燕山大学、哈尔滨理工大学、长春理工大学、北京航空航天大学、东北大学、吉林大学和西华大学等。随着研究工作的进行,刀具的减振技术可在以下三个方面得到发展:
(1)随着智能材料研究的深入,现代控制理论应用,现代通讯技术的发展,主动控制是未来倍受青睐的研究主题之一。
(2)半主动控制可靠性高,控制范围宽、适应性强也将成为今后研究的方向之一。
(3)精简结构,提高可控性,增强稳定性:目前镗杆上的主动或半主动控制结构相当复杂,导致了较低的可靠性,巧妙的结构设计仍然是未来研究的主题之一。

例如在一个恒定的z平面上粗加工,刀具在切削中心凸起位置,刀具高速接近这个部位会引起刀具振动。可以用好用的刀路优化软件,我是用NCspeed来做调整和优化的,NCspeed可以自动检测到这种情况,相应地降低进给速度,操作也简答,对刀具保护很好。

机械加工的过程中为什么会有刀具振动现象~

振动是在机械加工过程中,因机床工件或刀具发生周期性的跳动。加工过程中如发生振动,会使工件已加工表面上出现条痕或布纹状痕迹,使表面光洁度显著下降,还会使机床、夹具中的连接零件松动,缩短机床使用寿命,影响工件在夹具中的正确定位。此外,由于振动,势必降低切削速度,损坏切削工具,降低生产率,造成噪声污染。
1 机械加工振动的表现和特点
振动分强迫振动和自激振动两种类型。具体表现和特点如下。
1.1 强迫振动 强迫振动是物体受到一个周期变化的外力作用而产生的振动。如在磨削过程中,由于电动机、高速旋转的砂轮及皮带轮等不平衡,三角皮带的厚薄或长短不一致,油泵工作不平稳等,都会引起机床的强迫振动,它将激起机床各部件之间的相对振动幅值,影响机床加工工件的精度,如粗糙度和圆度。对于刀具或做回转运动的机床,振动还会影响回转精度。

强迫振动的特点是:①强迫振动本身不能改变干扰力,干扰力一般与切削过程无关(除由切削过程本身所引起的强迫振动外)。干扰力消除,振动停止。如外界振源产生的干扰力,只要振源消除,导致振动的干扰力自然就不存在了。②强迫振动的频率与外界周期干扰力的频率相同,或是它的整倍数。③干扰力的频率与系统的固有频率的比值等于或接近与1时,产生共振,振幅达到最大值。此时对机床加工过程的影响最大。④强迫振动的振幅与干扰力,系统的刚度及阻尼大小有关。干扰力越大、刚度及阻尼越小,则振幅越大,对机床的加工过程影响也就越大。
1.2 自激振动(颤振) 由振动系统本身在振动过程中激发产生的交变力所引起的不衰减的振动,就是自激振动。即使不受到任何外界周期性干扰力的作用,振动也会发生。如在磨削过程中砂轮对工件产生的摩擦会引起自激振动。工件、机床系统刚性差,或砂轮特性选择不当,都会使摩擦力加大,从而使自激振动加剧。或由于刀具刚性差、刀具几何角度不正确引起的振动,都属于自激振动。

自激振动的特点是:①自激振动的频率等于或接近系统的固有频率。按频率的高低可分为高频颤振(一般频率在500~5000Hz)及低频颤振(一般频率为50~500Hz)。②自激振动能否产生及其振幅的大小,决定于每一振动内系统所获得的能量与阻尼消耗能量的对比情况。③由于持续自激振动的干扰力是由振动过程本身激发的,故振动中止,干扰力及能量补充过程立即消失。
2 振动产生的原因分析
产生振动的原因复杂多变,根据机加工行业出现的振动现象及两种不同类型振动的表现形式,分析原因,大致如下:
2.1 强迫振动产生的原因:①机床上回转件不平衡所引起的周期性变化的离心力。如由于电机或卡盘、皮带轮回转不平衡引起的。②机床传动零件缺陷所引起的周期性变化的传动力。如因刀架、主轴轴承、拖板塞铁等机床部件松动或齿轮、轴承等传动零件的制作误差而引起的周期性振动。③切削过程本身不均匀性所引起的周期性变化的切削力。如车削多边形或表面不平的工件及在车床上加工外形不规则的毛坯工件。④往复运动部件运动方向改变时产生的惯性冲击。如平面磨削过程的方向改变或瞬时改变机床的回转方向。⑤由外界其他振源传来的干扰力。在锻造车间附近,因空气锤的振动引起其他机床的强迫振动,甚至共振。
2.2 自激振动产生的原因:①切削过程中,切屑与刀具、刀具与工件之间摩擦力的变化。②切削层金属内部的硬度不均匀。在车削补焊后的外圆或端面而出现的硬度不均现象,常常引起刀具崩刀及车床自振现象。③刀具的安装刚性差,如刀杆尺寸太小或伸出过长,会引起刀杆颤动。④工件刚性差。如加工细长轴等刚性较差工件,会导致工件表面出现波纹或锥度。⑤积屑瘤的时生时灭,时切削过程中刀具前角及切削层横截面积不时改变。⑥切削量不合适引起的振动,切削宽而薄的切削易振动。
3 防止和消除振动的方法
3.1 消减强迫振动的措施:①对高速回转(600r/min以上)的零件进行平衡(静平衡和动平衡)或设置自动平衡装置。或采用减振装置。②调整轴承及镶条等处的间隙,改变系统的固有频率,使其偏离激振频率;调整运动参数,使可能引起强迫振动的振源频率,远离机床加工薄弱模态的固有频率。③提高传动装置的稳定性,如在车床或磨床上采用少接头、无接头皮带,传动皮带应选择长短一致。用斜齿轮代替直齿轮,在主轴上安装飞轮等。④在精密磨床上用叶片泵代替齿轮泵,在液压系统中采用缓冲装置等以消除运动冲击。⑤将高精度机床的动力源与机床本体分置在两个基础上以实现隔振。常用的隔振材料及隔振器有橡胶隔振器、泡沫橡胶、毛粘等。⑥适当选择砂轮的硬度、粒度和组织,适当休整砂轮,减轻砂轮堵塞,减少磨削力的波动。⑦按均匀铣削条件适当选择铣刀直径,齿数和螺旋角;增加铣刀齿数;以顺铣代替逆铣;采用等距刀齿结构,破坏干扰力的周期性。⑨刮研接触面,提高接触刚度;采用跟刀架、中心架等增强工艺系统刚度。选择较好的砂轮架导轨形式⑨采用粘结结构的基础件及薄壁封砂结构的床身等,增加阻尼,提高抗振能力。⑩隔离外来振动的影响,采取隔振措施,如在磨床砂轮电动机底座和垫板之间垫上具有弹性的木版或硬胶皮等。

3.2 消减自激振动的措施:①调整振动系统小刚度主轴的位置,使其处于切削力F与加工表面的法线方向的夹角范围之外,如镗孔时采用削扁镗杆,车外圆时,车刀反装。②通过改变切削用量和刀具几何形状,减小重叠系数,如采用直角偏刀车外圆。③减小切削速度,增大进给、主偏角、前角;④适当提高切削速度;改善被加工材料的可加工性。⑤增加切削阻尼;适当减小刀具的后角;在后刀面上磨出消振棱;适当增大钻头的横刃;适当使刀尖高于(车外圆)、低于(樘内孔)工件中心线,以获得小的工作后角。为消减刀具的高频振动,宜增大刀具的后角和前角。⑥调整切削速度,避开临界切削速度。在切断、车端面或使用宽刃刀具、成形刀具和螺纹刀具时,宜取切削速度小于临界切削速度。纵车和切环形工件端面时,切削速度大于临界切削速度等。⑦提高工艺系统刚度,可提高抗振性。车刀安装时不宜伸出过长,镗刀尽可能选得短而粗;尽量缩短尾座套筒的伸出长度;加工细长轴时,采用中心架或跟刀架,或用主偏角很大的细长轴车刀来消除振动。⑧尽可能不采用容易产生积屑瘤的切削速度。⑨采用合适的切削用量。可采用减少切削宽度,同时增加切削厚度。
4 结束语
机械加工过程产生的振动非常复杂,是需要日常的不断分析和总结,根据不同情况分析原因,采取措施加以消除和控制,以保证加工工件的质量要求,提高生产率,创造良好工作环境。

1、振动产生的原因
产品切削加工过程中数控机床所发生的振动是非常复杂的,引起振动的原因是多方面的,经分析,主要有以下几个方面:
(1)工件的外形复杂而装夹部位选择不合适:工件外形结构不规则,没有好的基准面,不方便装夹,工件夹不紧,容易在加工时产生松动,随着切削力的变化而发生相应振动。
(2)工件内部组织不均匀:铸造毛坯件局部有气孔、砂眼、疏松等缺陷,晶粒粗大或者夹有杂质等情况。切削时铸件软硬不均匀,刀具受力不均匀,使得切削力不稳定,易使数控机床产生震动,有时还会造成打刀,工件的加工质量也很难控制。
(3)刀具选择不合理:刀体材料不合适,刚性差,是引起振动的主要原因之一。若选错了刀具,有时会使刀具磨损加剧或引起切屑瘤、拉毛工件表面或出现打刀引起振动而影响产品质量。
(4)切削用量和数控机床转速的选择不合适: ① 切削速度1000。切削速度与工件待加工表面直径、工件转速成正比,当d一定时,转速越快,切削速度越快,引起振动的可能性越大;
②进给量f越大,刀尖受力越大,越容易引起振动:
③切削深度pa切削深度越大,受到的剪应力越大越引起对刀尖的阻力增大而引起振动。
(5)数控机床自身状况的影响数控机床本身的精度不够也是振动产生的一个方面。数控机床主轴箱内各啮合齿轮、轴承等配合精度低,导轨的磨损,各夹紧装置的不可靠等,在切削中都可能产生振动。
(6)数控机床周围环境的影响附近有产生振动的大型设备,或有重型车辆在行驶,引起地基振动,并传递到床身.易造成共振。
2、振动对加工质量的影响
振动对加工质量的影响是非常大的,主要表现在以下几个方面:
(1)加工过程中的振动降低了加工表面的质量,引起加工表面的振动波纹,表面粗糙度值大。它还会使工件和刀具之间产生相对位移,影响正常的运动轨迹。这样,就降低了加工表面的质量和尺寸精度。
(2)降低了刀具的使用寿命由于振动的产生,影响刀具的正常切削条件,加快了刀具的磨损,甚至会引起切削刃的崩裂,大大降低了刀具的使用寿命。
(3)影响和降低了生产效率为了避免剧烈的振动,不得不降低切削用量。同时,由于降低了刀具的使用寿命,频繁换刀、磨刀,使生产效率下降。
(4)使数控机床的原始精度下降,由于振动使数控机床的运动元件之间松动,间隙增大,加快了数控机床零件的磨损,造成数控机床精度下降,影响切削质量,降低数控机床的使用寿命。
(5)影响工作环境因振动会产生刺耳的噪声,使操作者的身心健康受到损害,降低工作效率。
3、防止和减小振动的措施
由于振动产生的原因是多方面的,我们可以运用全面质量管理体系中因果分析法,依据具体情况具体分析,判断振动产生的原因和性质,采取有效措施,避免和减少振动的产生。
3.1 人的因素
提高业务水平,丰富实践经验,加强责任心,提高设备维护水平,正确使用和保养数控机床设备,保证良好的润滑和正常运行。
3.2 机器的因素
(1)提高数控机床自身的抗振性:可以从改善数控机床刚性,提高数控机床零件加工和装配质量方面合理保养数控机床,使其处于最佳工作状态。
(2)合理提高系统刚度:车削细长轴(L/D>12)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,减小刀具悬伸长度;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);对数控机床主轴系统,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,提高数控机床的抗振性能;合理安捧刀具和工件的相对位景。
3.3 材料的因素
提高毛坯材料的质量:要求上道工序的毛坯内部质量好,避免气孔、砂眼、疏松等缺陷,同时外观形状规则、均匀,可以减小工件在切削加工过程中的振动。
3.4 方法的因素 (1)工件要正确装夹
工件夹紧时,夹紧点要选在工件刚性好,且变形小的部位,以减小接触变形,并且距工件承受切削力的位置越近越好,以减小工件受到力矩作用引起变形而产生振动。
(2)合理选择刀具的材料
加工脆性材料可选用钨钴类硬质合金刀具,加工塑性材料可选用钨钴钛类硬质合金刀具。如钨钴类YG8和钨钴钛类YT5,抗振性强,分别适用于铸铁、有色金属和钢件的粗加工;而YG3和YT15则适用于精加工。
(3)合理选择刀具的几何角度
刀具在切削过程中,对产生振动影响最大的几何角度是主偏角和前角。选择刀具的几何角度时,一般注意以下几个方面:
①工件系统刚性较弱时,应采用较大的主偏角,在75~90时,可有效减小径向切削分力。
② 适当增大前角,使切削刃光滑锐利,降低表面粗糙度值,减小切削和刀具前面的摩擦力,可同时抑制和排除切削瘤产生,降低径向切削分力。
③尽量不采用负前角,尽量选用较小的刀尖圆弧半径。 (4)合理选用切削用量

相关要点总结:

17026524587:实际操作中,刀具振动怎么处理?是刀具角度问题吗?
臧沾答:刀具在切削时发生振动,一般是刀杆的强度不够高,刀具的角度不合适。吃刀量过大,走刀速度过快等因素都有关系。

17026524587:车床加工震刀是怎么事?
臧沾答:工件装夹不牢固,刀具刚性不好,刀具的中心高度不对机床中心,机床刚性不好,工艺装备的不合理,吃刀量和切削速度的不合理,这些原因都有可能导致加工时产生振动。建议加工时选用刚性好的机床和刀具,车内孔刀具直径尽量大,外圆刀具尽量装短,切削速度选用要合理等等。如果加工细长轴最好带跟刀架加工。

17026524587:加工中的“颤振”是追求精度的最大障碍之一,如何解决
臧沾答:此外还有机床工作台等移动部件在低速运行时所发生的张弛摩擦自激振动(通称爬行)等等。通常把金属切削过程中表现在刀具与工件间强烈的相对振动的这种自激振动称为“颤振”。切削过程中形成不连续切削的周期与工件、刀架或者机床的传动机构中的任一部分振动的固有周期相同,是产生颤振的主要原因之一。切削颤振由...

17026524587:为什么刀具刀杆的抗震性不好,会容易发震?
臧沾答:a.加工的参数是否合理.b.刀片的磨损情况如何c.刀具的悬伸是否属于正常的5倍径以内. 刀具的悬伸指的是刀尖位置到夹持边缘(用刀柄夹持的刀具)的距离。原则是刀具悬伸越小越好,但实际加工的时候往往因为加工干涉的原因,必须要悬伸很长。钢制品刀具悬伸在3倍径以内,刚性和强度是不受影响的。在3...

17026524587:钨钢涂层铣刀 切削时应注意什么
臧沾答:正常加工立铣刀振动越小越好。当出现刀具振动时,应考虑降低切削速度进给速度,如两者都已降低40%后仍存较大振动,则应考虑减小吃刀量。如加工系统出现共振,其原因可能切削速度过大、进给速度偏小、刀具系统刚性不足、工件装夹力不够以及工件形状或工件装夹方法等因素所致,此时应采取调整切削用量、增加...

17026524587:(车床)扩孔时产生响声,那是什么原因呢?
臧沾答:每转进给量过小,切削刃不锋利,刀具后角过小,也有可能是镗孔时中心高偏低刀具后角和工件有干涉,还有就是工件振动和刀具振动产生的(需要调整切削参数检查夹持)。工件振动原因就是摩擦力过大,不能进行有效切削,刀具振动原因是由于切削力过大,刀体振动引起的,减少刀具悬深,使用相对直径较大的刀杆 ...

17026524587:如何防止和消除车削中的振动(2)
臧沾答:高频振动是车刀的弯曲振动所引起的, 其频率接近于车刀的固有频率, 大致在500 ~5000 H z, 振动时只有刀具本身振动, 噪声尖锐刺耳, 切削表面留下振动痕迹细而密。 自激振动是在没有外界周期性激振力的条件下产生的, 其形成和持续是基于过程本身产生的激振和反馈作用, 所以若切削停止, 其内部激...

17026524587:数控振刀的原因有哪些?直径多少的刀杆伸出多长是不振刀的安全范围?
臧沾答:采取以下措施可以减少振动。1、降低主轴转速。2、增加刀杆直径,尽量缩短刀杆伸出长度。3、使用抗震刀杆。4、保持刀具锋利,减小切削用量。5、有条件的时候,使用刀托。如果我的回答对您有帮助,请及时采纳为最佳答案,谢谢!

17026524587:如何解决刀具振动问题
臧沾答:降低切削力至最小,调整刀片,刀杆,切削参数 尽量增强刀具系统或者卡具与工件的静态刚性,改变刀杆直径和长度 在刀杆内部在制造一个振动去打乱外激切削力的振频,减轻刀头重量,配合使用阻尼消振刀杆从而消除刀削振动,增加动态振动

17026524587:车削薄壁长滚筒怎样避免振动
臧沾答:普通车床精车外圆表面出现“视角波纹”的原因分析 加工34.3 MN水压机主缸衬套精车尺寸的确定 提高车削加工生产率的方法 不锈钢材料的车削加工 大尺寸变螺距丝杠车削加工 超精密车削加工中的圆度补偿 3.金属切削加工中产生的振动是一种十分有害的现象。若加工中产生了振动,刀具与工件间将产生相对位移,...

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